一种无线传感器网络分层拓扑推断算法

无线传感器网络中网络拓扑对配置网络资源、优化网络性能具有十分重要的作用.根据在汇聚节点收集到的网络节点报文接收/丢失的信息,提出了一种基于数据聚合的分层拓扑发现算法,该算法同时可以实现对传感器网络节点的分层.针对目前的拓扑发现算法在网络链路丢包率较低的情况下无法快速推断出网络拓扑的问题,提出了一种使部分节点进入睡眠状态的方法推断低丢包率条件下的网络拓扑.仿真结果表明,提出的算法可以利用较少的观测数据准确快速地推断传感器网络的拓扑.     

多波长转换结合网络编码的光组播结构和最小转换度调度

组播的应用使光交换节点的丢包率和分组竞争概率增加. 为解决这个问题,综合考虑节点的结构代价和丢包率性能因素,设计一种反馈共享的有限范围多波长转换器和输出共享的基于逻辑运算的全光网络编码器结合的光组播节点结构,并在光组播调度策略中着重考虑最小化波长转换度的组播冲突问题,提出一种基于改进的最大权重独立集算法的波长分配方法. 仿真结果表明,相比现有的光组播节点及算法,该结构能够在低成本代价和低时延的基础上降低丢包率,提升了光组播节点的性能.     

全源NT技术的接入网链路丢包率推断

针对接入网链路丢包率具有非对称性,单源和多源的NT技术只能推断单向链路性能的问题,提出全源NT的测量模式,研究了基于全源NT的链路丢包率估计技术.提出了将全源网络结构转化为可辨识网络结构的方法,并给出采用EM算法和MCMC算法的链路丢包率估计方法.仿真实验表明该推断方法是有效的.     

基于四元分组测量的网络拓扑推断算法

针对在基于层析成像技术的拓扑推断中测量节点性能时大都需要节点间的时钟同步,并且受到网络负载的影响比较大的问题,提出了一种可以测量时延抖动和丢包率的四元分组序列测量方法,并设计了根据2个网络性能参数计算节点相关性的拓扑推断算法.理论分析与仿真实验证明,该算法受到网络负载的影响较少.     

多速率分层光组播的波长带宽优化分配

光网络目的节点的异构性使组播业务的吞吐量和资源利用率都很低,为此提出了一种以最大化网络总吞吐量为目标的光组播网络最佳分层组播速率确定方法. 采用启发式算法确定每层实现最大组播吞吐量的最佳层速率值,计算组播的链路共享度,对共享度高的链路采用网络编码方法传输数据包,节约波长带宽分配. 该方法同时优化了分层组播速率和波长资源的分配,解决了异构网络多速率的吞吐量最大化问题,显著提高了光网络的波长带宽资源利用率.     

基于热点链路的多路径路由选择算法

针对有线传输网络中由于个别区域链路负载过重而导致的拥塞问题,突破现有的网络路由框架,提出了一种新的多路径路由算法,为网络运行提供了一个更加稳定的环境.该算法将路由信息保存在源节点中,一旦出现链路负载过重的情况,将自动调用该路由机制,并依此在源节点中采用替换路径或多路径并发的方式进行数据传输,从而达到解决链路拥塞的目的.最后,通过实验仿真得出该算法将数据包吞吐量从100 Mbps提高到300 Mbps左右,并在一定程度上使丢包率从13.6%降低至0.98%,从而达到新的网络负载均衡.     

大坝廊道无线传感器网络节点铺设方法

为了满足灌浆工程中智能化监控的要求,了解无线传感器网络在复杂环境下灌浆数据传输的质量情况,对2.4 GHz无线信号在大坝灌浆廊道中的传播特性进行了研究.利用现场实验测试网络性能,指出廊道环境、数据传输时延、多跳跳数及采样率对节点能耗和无线传感器网络链路质量的影响,并提出基于信号强度的、动态n值的线性节点铺设方法.该方法在链路质量降低情况下可通过铺设冗余节点和测试丢包率等方法调整节点位置,使链路快速得到恢复.通过能耗分析、丢包率测试、定位误差测量等实验对动态n值相对于固定n值在数据传输网络中的性能进行了分析.实验证明:在恶劣施工条件下,基于信号强度、动态n值的线性节点铺设方法适用于灌浆廊道通信.     

基于混合蒙特卡罗算法的网络隐式节点监测方法研究

为了提高动态分簇传感网络的节点转发能力,提出了一种基于混合蒙特卡罗算法的网络隐式节点监测方法.首先,采用分布式均衡控制方法进行网络节点优化设计,构建动态分簇传感网络的输出信道模型.其次,利用自适应链路转发协议进行网络的路由探测设计,构建动态分簇传感网络的隐式节点路由均衡控制模型,提取隐式节点输出信息的关联特征量.最后,利用混合蒙特卡罗算法进行特征检测和信息提取,根据网络隐式节点的特征规律性分布对网络隐式节点信息进行监测.仿真结果表明,本文方法对网络隐式节点具有较好的监测效果,对网络隐式节点监测的最高丢包率仅为0.05,显著低于蚁群算法(0.29)与PEAS算法(0.48).     

基于Bayesian网IP网络拥塞链路定位算法

在借助E2E路径性能主动探测技术进行内部拥塞链路推理的网络层析成像方法中,传统的利用路径探测计算链路丢包率的方法涉及线性方程组求逆,其计算量过大可能导致算法失效。对此,该文提出一种基于布尔代数的IP网络拥塞链路定位算法,通过对求解先验概率的线性方程组构造满秩系数矩阵,从而计算出各链路拥塞先验概率,再借助贝叶斯最大后验概率算法推理定位当前时刻拥塞链路集合。实验验证了该算法的有效性及准确性。     

基于混合聚类的覆盖网络组播服务节点选择模型

通过分析当前覆盖网络特点,以分层覆盖网络为基础构建特定源组播树,实现对组播服务节点MSNs的管理,并提出一种基于K-Medoids和遗传算法的模型,用于网络中MSNs的选择.结果表明,该模型有效克服了传统K-Medoids算法模型对初始中心选值敏感的问题和早熟收敛现象,使其针对覆盖网络组播服务节点的选择性能明显优于K-Medoids选择模型,平均收敛速度也提高近30%.     

认知视角下能量感知的ZigBee网络树型路由优化算法

为解决ZigBee Cluster-Tree路由算法路径选择不优的问题,提出了一种能量感知的ZigBee树型路由EZTR(Energy-Aware ZigBee tree routing)算法.该算法利用每个节点感知的地址信息,按照ZigBee网络树型结构计算下一跳邻居节点到目的节点之间的跳数可避免网络的环路效应,通过引入认知概念,在跳数集合中选出最短路径以降低跳数.在ZigBee网络节点能量的感知过程中,当所选路径存在低能量节点时,及时启用备用节点,从而避免节点因能量过度消耗成为失效节点.NS2(Network simulator version 2)仿真实验表明,EZTR算法可提高网络分组递交率,有效减少节点转发跳数和平均网络延时,减小网络整体能耗,为提高网络的实时性和延长网络生命周期提供理论支持.     

Design of the D2D multicast transmission scheme in the LTE communication system

In order to improve spectrum efficiency and transmission reliability of the LTE communication system, its terminal users can be divided into the D2D communication cluster. Specially, the multicast transmission of data packets in the LTE system can be realized through two hop transmissions, namely, the base station multicasts data packets to all cluster-heads and each cluster-head in the D2D communication cluster broadcasts the received packets. Considering that the links may be unreliable in the D2D communication cluster, the ARQ retransmission algorithm based on network coding is adopted. By establishing the lost-packet list, the cluster-head operates the lost-packets by network coding, and broadcasts the encoded packets to reduce the number of retransmission. Performance analysis and simulation results show that the proposed scheme can achieve almost the same transmission efficiency as the existing scheme, but has a lower computational complexity. Compared with the traditional multicast retransmission scheme based on network coding in the cellular communication mode, the scheme only retransmits the lost-packets in D2D cluster, to reduce the pachets transmission number of base stations and decrease the spectrum resource consumption of the cellular network effectively at a high packet loss rate.     

基于网络编码和多速率组播的网络性能优化综述

网络编码允许网络节点对信息进行编码处理后转发到目的节点,理论上可以使组播传输达到最大流最小割定理所确定的最大传输容量。多速率组播是一种可适应网络异构性的高效网络传输技术,允许信源根据信宿接收能力的不同以相应的速率将信息传输到各个信宿,满足异构网络的要求。介绍了网络编码和多速率组播的概念、网络编码的优缺点,多速率组播的实现方法,总结了基于网络编码和多速率组播在网络性能优化方面的研究。     

LEO卫星星座系统组播报文扩散算法

为了解决星际链路子网出现重负载时组播报文扩散问题,提出了LEO卫星星座系统组播报文扩散算法．依据每个卫星节点的流量分布,采用基于链路负载的广度优先树算法,生成到目标节点路径最短的广度优先树和扩散转发表．组播报文依此能够避开拥塞链路和节点,以最佳路径快速扩散到各个卫星节点,且不会出现环路．仿真结果表明,当网络重负载时,采用本算法,其组播报文扩散时间与网络轻负载时大致相同,且报文不会丢失,满足组播报文扩散时延最短且无环路的要求．     

Improved Delay Priority Resource Scheduling with Low Packet Loss Rate for MBMS in LTE Systems

An improved delay priority resource scheduling algorithm with low packet loss rate for multimedia broadcast multicast service (MBMS) in long term evolution (LTE) systems is proposed in this paper. Real-time services in LTE systems require lower delay and packet loss rate. However, it is difficult to meet the QoS requirements of real-time services using the current MBMS resource scheduling algorithm. The proposed algorithm in this paper jointly considers user delay information and real-time channel conditions. By introducing the user delay information, the lower delay and fairness of users are guaranteed. Meanwhile, by considering the channel conditions of users, the packet loss rate can be effectively reduced, improving the system throughput. Simulation results show that under the premise of ensuring the delay requirements of real-time services, the proposed algorithm achieves a lower packet loss rate compared to other existing algorithms. Furthermore, it can achieve a good balance between system throughput and user fairness.     

无线认知自组网报文多播问题: 随机网络编码方法

基于随机网络编码技术研究了无线认知自组网的报文多播传输技术.首先提出报文多播传输的核心问题,称作多信道单跳报文多播问题(multi-channel single-hop wireless multicast problem,MCSHWMP),并且给出多信道单跳报文多播问题的定义,基于此提出其四元模型;然后提出基于网络编码技术的无线认知自组网报文多播传输算法框架,并根据该框架提出几种候选算法.所提算法通过网络编码技术充分利用无线通信的广播性质,显著节省了无线认知自组网报文多播传输报文传输数量;综合考虑无线认知自组网传输网络节点间不同信道的访问权限及报文的传输质量,使上游网络节点的每次报文传输都能使后续节点的报文收益得到最大化;从而有效节省多播传输组合报文中用于解码的附加信息,同时降低无线认知自组网传输报文的长度.仿真测试与分析结果表明,针对多信道单跳报文多播问题基于网络编码技术的算法相对于非网络编码算法明显节省报文传输数量,且在链路报文传输成功率较高但小于1时优势较大,节省报文数量可达50%.     

Design and performance analysis of wireless sensor network location node system for underground mine

Aiming at the application of a wireless sensor network to locating miners in underground mine, we design a wireless sensor network location node system, considering the communication performance and the intrinsic safety. The location node sys-tem consists of a mobile node, several fixed nodes, and a sink node, all of whose circuits were designed based on CC2430. A varis-tor and a RC circuit were used in the reset circuit of a sensor node to guarantee the intrinsic safety by reducing discharge energy, the theoretical analysis of the discharge energy shows that the reset circuit is an intrinsic safety one. The analysis and simulation about the performance of the location node system are discussed, such as network communication delay and packet loss rate, the results show that the highest network communication delay of the system is about 0.11 seconds, and the highest packet loss rate is about 0.13, which assures the location node system has a high reliability, and can locate miners in the underground mine,     

k-ary n-cube网络中跨区域适应性路由算法

针对k-ary,n-cube网络,提出一种无死锁、元活锁、负载均衡的跨区域路由算法(Quadrant Crossing Routing,QCR).算法按照分组源目的节点相对位置将网络划分路由区域,并给予这些区域不同的权重,同时设定跨区域规则,允许分组根据网络负载状态跨区域路由,这样就使得网络的流量分布更均衡.网络的负载程度由输出端口等待分组请求的时间间隔的大小决定.最后,利用OPNET对所提算法在不同流量模式下进行仿真.结果表明:相比已有的同类算法,如维序路由算法(Dimension Order Routing,DOR),Duato及GAL等,QCR表现出较好的时延、吞吐性能.