基于负载感知和伪流言机制的高稳定性路由协议

通过建立无人机自组网可以有效满足无人机集群作战的组网通信需求,但相较于传统移动自组网,无人机自组网具有节点移动速度更快,网络拓扑高度动态变化的显著特征.针对链路频繁断开带来网络性能下降严重的问题,提出了一种基于负载感知和伪流言机制的高稳定性路由协议.网络拥塞和节点移动性是影响路径稳定性的两个主要因素.针对网络拥塞问题,提出了基于节点负载预测的伪流言受限洪泛机制,在发起路由请求过程中,通过动态调整节点转发概率,均衡了网络负载的同时降低了控制开销.针对无人机节点的高移动性特征,基于接收到分组信号功率强度,提出了链路稳定性的联合度量指标.仿真结果表明,与AODV协议及其他改进型协议相比,该协议有效减少了网络的控制开销,提高了分组投递率,降低了平均端到端时延,显著改善网络性能,增强了数据传输的实时性和可靠性.     

基于节点相关度的电力线载波通信路由算法

针对窄带电力线网络节点通信状态变化剧烈和通信成功率低的问题,提出了一种新的基于节点相关度的动态网络分簇算法.该算法根据接收信号强度、历史抄通概率和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员;在算法稳定工作阶段,路由以固定数据传输和网关节点主动发起传输相结合的方式来完成数据收集;当部分网络节点以现有路径不能正常通信时采取基于邻居节点数目的概率泛洪机制重构网络,可保证数据的即时传输.分析表明该路由器具有灵活性、实用性和有效性.     

电力ASON中基于SRLG完全分离P圈的链路故障保护算法

结合电力光纤网络对网络生存性和可靠性的需求,在共享风险链路组的约束下,为电力ASON网络动态业务提出了一种基于P圈的链路故障保护算法。该算法采用整数线性规划模型,为给定的网络拓扑离线配置SRLG完全分离P圈集,以保证100%单链路故障保护的同时实现单SRLG故障保护。在动态业务环境下,该算法给出路由策略为业务动态计算工作路径和分配保护容量。仿真结果表明,所提算法具有部分双链路故障保护能力,所需的保护容量介于单链路故障保护和完全双链路故障保护之间,可为电力ASON网络中的单链路故障和完全双链路故障提供有效的混合保护。     

基于电网控制业务的路由策略

自动交换光网络ASON(automatically switched optical network)技术应用于电力通信网控制业务过程中,存在路径计算方法阻塞率高及恢复时间长等问题。为此,提出了一种基于ASON的电网控制业务的路由策略。首先给出一种电网节点重要度判定方法,然后提出一种基于节点重要度的ASON路由策略并对其性能进行了仿真分析,最后将所提ASON路由策略应用到了电网控制业务。仿真结果表明,所提出的算法可有效提高电力通信网信息包处理能力,减小网络拥塞程度,进而增强电网整体运行可靠性。     

基于网络划分的VANET路由构建及数据传输方法

为提高车载自组网的路由扩展性,提出了一种基于网络划分的车载自组网路由构建及数据传输方法。首先,提出了一种新的车载自组网划分算法来把网络划分为多个子网,随后,搭建和维护各子网中的头尾节点间路由,最后,所有路由的搭建和维护都基于各个子网的头尾节点间路由。该方法将链路失败的影响局限于包含该链路的子网中,并且能够多次复用子网中的路由信息。仿真表明,在网络节点数和路由数目不断增多的情况下,相对于直接在网络中应用相关路由算法,文中方法显著地减小了路由代价,提高了网络性能。仿真结果充分地说明了文中方法的有效性。     

基于分片重传链路感知机制的移动WSN网络数据传输算法

为解决移动无线传感网络(WSN)在传输数据时存在的链路抖动严重,数据带宽传输能力不足等问题,提出了一种基于分片重传链路感知机制的移动WSN网络数据传输算法。首先,针对移动WSN网络在传输过程中存在的因链路抖动而导致数据频繁重传的不足,将待传输的数据报文分割为裁决指针(adjudication pointer,AP)及数据片(data sheet,DS),接收节点根据数据分组报文中的AP进行准确性判断,发送节点当仅当AP出现错误时进行数据重传,提高了节点对数据报文准确性控制能力。随后,针对单纯依赖重传输方式存在的适应性不足问题,发送节点将数据报文中数据分片进行再分割,形成裁决指针-数据流,再根据链路抖动情况,按照数据块的AP状态差异分别进行整体传输及分片传输,以降低网络链路拥塞现象。仿真实验表明,与已有的移动WSN网络数据带宽传输方法相比,算法具有更低的链路抖动率和拥塞发生频率,以及更高的数据传输带宽。     

交通信息采集传感器网络基于强化学习的路由

针对道路交通信息采集传感器网络网内数据的有效转发和汇聚问题,以节点剩余能量和通信链路的路径损耗作为路由选择的综合评价指标,基于Q学习算法实现了一种传感器网络自适应路由方法,通过Q表的查询实现了网内数据的路径选择和数据转发。仿真结果表明,各网络节点能够找到优化路径将数据转发至汇聚节点;同时能够有效的降低网络节点的平均能耗和减少数据包传输的平均跳数。在道路交通信息采集传感器网络中,基于Q学习的路由方法是可行的。     

基于最大化网关流量的物联网路由方案研究

为解决现有依赖具体链路探测包的物联网路由方案易遭受干扰的问题,给出了一种基于虚拟网络估计的物联网路由方案。所给方案首先利用网络状态矢量和活动共享估计每条链路的成功传输数据率,然后根据节点局部产生流量、邻居节点的流入流量和重传流量估计节点流量,最后选择能够增加网关流量的节点作为下一跳节点,并按照这一原则建立物联网路由。仿真分析结果表明,所给路由方案估计的传输数据包数与仿真实验结果一致,并且所给路由方案的吞吐量优于基于负载感知的物联网路由方案。因此,所给路由方案可以很好地用于寻找物联网的有效传输路径,具有较好理论研究价值和实际推广应用价值。     

大电网安全稳定控制业务光传输通道模型与动态路由技术

针对现有大电网安全稳定控制业务通信网络中数据流的路径固定,自适应差的问题,提出了适应于大电网安全稳定控制业务的控制保护专用网网络拓扑结构和动态路由算法。该体系架构中每个子站由测置设备和稳控设备等终端,交换机和控制器构成,子站之间通过SDH传输网相连,该拓扑结构能够保障控制保护专用网的可靠性和实时性。提出的动态路由算法能够根据网络状况自适应改变,又能够保障业务流实时性需求。     

基于HPLC与RF自适应通信的配用电异构场域网

为提高配用电场域网连通率和传输效率,构建了具有高速电力线载波和微功率无线通信能力的配用电双模异构场域网.首先,详细论述该场域网的拓扑结构、中心结点组网过程、游离节点动态入网流程和网络动态维护机制.其次,设计混合路由表的路由度量机制与改进的层数限制最短路径路由算法.最后,依据实时混合路由表,网络节点自适应选择最优链路以最...     

一种基于AODV的能量感知路由协议

在传统路由协议AODV的基础上,提出一种能量感知路由算法EA-AODV。该算法通过MAC层协议完成对链路层的功率控制,在每一个发送的数据包里携带功率信息,使节点选用和其自身能量成反比的最小代价链路进行数据传输,以达到节能的目的。仿真表明,该算法有效降低了网络能耗,延长了网络生存时间,提高了链路稳定性和网络性能。     

基于节点-链路评估模型的移动物联网数据传输稳定算法

为解决移动物联网数据传输过程中存在的数据传输质量不高、网络传输带宽较低等不足,提出了基于节点-链路评估 模型的移动物联网数据传输稳定算法。 考虑节点移动特性,设计了一种新的基于节点-链路评估模型,实现数据传输过程的多 维度评估。 随后,根据节点-链路评估模型,提出了数据传输依序度、中继链路控制度、传输能量可控度 3 个指标;并通过匹配节 点的传输功率,设计了基于数据传输依序度的移动物联网链路稳定方法,采用泊松分布模型来构建基于中继链路控制度的节点 稳定方法,并通过预估节点受限性能,提出了基于传输能量可控度的节点失效态传输节能方案,分别从节点、链路、能量 3 个层 次优化了移动物联网数据传输性能,有效提高较网络传输的稳定性。 仿真实验表明,与基于似然估计补偿机制的移动无线传感 网数据控制同步传输算法和基于预发射-精度提升机制的 LTE-5G 数据传输算法相比,所提算法具有更低的网络拥塞水平和节 点受限概率,以及更高的网络传输带宽。     

基于最小路径选择度的电力通信网络路由优化策略研究

针对电力通信业务对服务质量和可靠性的要求越来越高,在软件定义网络的基础上提出了一种基于最小路径选择度的电力通信网络路由优化策略.将基于图形卷积网络的链路带宽占用率预测模型的预测结果与三角模算子相结合得到路径选择度,作为电力业务传输路径选择的依据,实现了电力通信网链路资源的动态分配.通过仿真与传统的路由优化策略进行丢包率、传输时延和链路带宽占用率等对比分析,验证该策略的优越性.仿真结果表明,该策略可以满足电力传输的要求,链路负载分配更加均匀,在丢包率、传输时延和链路带宽占用率方面均优于传统的路由优化策略.     

基于“包-电路”交换的双环片上网络设计

针对包交换片上网络(NoC)在大量数据通信情况下性能较差的弱点,提出了一种基于“包-电路”(PCC)交换的环形拓扑结构片上网络(DRNoC)设计架构。首先这种双环形拓扑结构由内外两环构成,可实现环内或环间双向通信,环上节点数目可拓展。其次DRNoC路由器通道可配置为桥节点或环节点路由器两种类型,相比于2D-Mesh型通道数减少,结构更加简单,资源消耗更少。最后提出了针对DRNoC的双环动态路由算法(DDRA),该算法无需在每个路由节点都进行输出方向的译码判断,在头包建立受阻时,根据网络情况选择其他路由路径,最大程度保证数据同环传输基础上跨环传输,有降低头包建立的等待时间,提高吞吐率。实验表明,在大量数据通信情况下,搭载DDRA算法的DRNoC的硬件资源开销降低的同时能够降低网络平均包延时提升平均吞吐率,有效地改善了网络性能。     

基于改进拉格朗日松弛算法的电力通信网络负载均衡优化策略研究

针对传统电力通信网络路由策略存在的负载分布不均和丢包率较高等问题,基于软件定义网络,提出了一种基于改进拉格朗日松弛算法的电力通信网络QoS路由策略。以链路时延、可用带宽和丢包率为约束建立路由模型,并采用改进的拉格朗日松弛算法进行路径选择。通过仿真与传统路由方法进行对比,验证了该方法的可行性。结果表明,与传统路由策略相比,该方法能够规划出符合QoS要求的路径,负载分布更加均衡,有效降低了业务丢包率,丢包率由45%降低到0.1%,具有一定的实用价值。     

WiNoC中基于Edge-first算法的流量平衡设计

在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge-first算法的全局流量平衡机制(GTB)。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞;其次根据无线路由器(WR)的拥塞情况,提出Edge-first路由算法平衡子网内的流量;最后在全局网络中提出了全局子网拥塞感知(GSCA)判断机制,使得长距离数据包优先从低拥塞子网通过,平衡了全局网络的流量。实验表明,该方案在可接受的硬件开销、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并且大幅的提升了网络的流量平衡性能。     

WiNoC中基于Edge first算法的流量平衡设计

在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge first算法的全局流量平衡机制（GTB）。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞;其次根据无线路由器（WR）的拥塞情况,提出Edge first路由算法平衡子网内的流量;最后在全局网络中提出了全局子网拥塞感知（GSCA）判断机制,使得长距离数据包优先从低拥塞子网通过,平衡了全局网络的流量。实验表明,该方案在可接受的硬件开销、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并且大幅的提升了网络的流量平衡性能。     

A cross-layer design and ant-colony optimization based load-balancing routing protocol for ad-hoc networks

In order to periodically reassess the status of the alternate path route (APR) set and to improve the efficiency of alternate path construction existing in most current alternate path routing protocols, we present a cross-layer design and ant-colony optimization based load-balancing routing protocol for ad-hoc networks (CALRA) in this paper. In CALRA, the APR set maintained in nodes is aged and reassessed by the inherent mechanism of pheromone evaporation of ant-colony optimization algorithm, and load balance of network is achieved by ant-colony optimization combining with cross-layer synthetic optimization. The efficiency of APR set construction is improved by bidirectional and hop-by-hop routing update during routing discovery and routing maintenance process. Moreover, ants in CALRA deposit simulated pheromones as a function of multiple parameters corresponding to the information collected by each layer of each node visited, such as the distance from their source node, the congestion degree of the visited nodes, the current pheromones the nodes possess, the velocity of the nodes, and so on, and provide the information to the visiting nodes to update their pheromone tables by endowing the different parameters corresponding to different information and different weight values, which provides a new method to improve the congestion problem, the shortcut problem, the convergence rate and the heavy overheads commonly existed in existing ant-based routing protocols for ad-hoc networks. The performance of the algorithm is measured by the packet delivery rate, good-put ratio (routing overhead), and end-to-end delay. Simulation results show that CALRA performs well in decreasing the route overheads, balancing traffic load, as well as increasing the packet delivery rate, etc. Translated from Journal of ACTA Electronica Sinica, 2006, 34(7): 1199–1208 [译自: 电子学报]