移动群智网中基于粒子群寻优和距离协作判别的数据收集研究

针对移动群智网应用对数据收集的实时性和可靠性要求,提出了一种基于粒子群寻优和距离协作判别的数据收集机制。该机制,基于时空二维感知区域定义了具有高精度和适应度的粒子群寻优模型,结合二维正态分布基于时间序列给出了用于判断感知数据源的距离协作判别机制,激励用户移动节点积极加入到协作通信,从而提出了适用于移动群智网应用的数据收集机制。仿真实验结果表明,所提出的数据收集机制在网络生存能力、传输延迟、移动节点存活能力和能耗等方面表现优越。     

基于混合计算模型的分布式传感器网络数据收集*

首先分析了传感器网络中两种计算模型的特点;然后针对装甲集群状态监控的实际需求,提出了基于无线传感器网络的装备状态监控系统的基本结构.分析了用于前端数据收集和传输的两层传感器网络的不同特点,结合client/server和移动agent模型的优点,提出基于混合计算模型的分布式传感器网络数据收集机制,在相对独立的车载监测网络中基于client/server模型建立数据收集机制,在车载监测网络之间基于移动agent模型建立数据收集机制.     

多Sink群智感知网络数据收集方法

随着Android和iPhones等移动设备的广泛普及,群智感知网络成为研究热点.人们携带这些移动设备在日常生活中收集环境感知数据.人们的移动具有社会性,其移动轨迹难以预测,如何设计一种有效的数据收集算法是一个值得研究的问题.针对多Sink群智感知网络,提出一种基于地点的感知数据收集方法.首先采用多目标决策的层次分析法,以移动设备与Sink节点之间的距离、连接时间和相遇概率为性能指标,提出最优Sink的选择机制,确定感知数据的目标传输节点;受PeopleRank启发,提出基于地点的数据转发方法,以优化下一跳选择策略.最后,通过一系列实验对该方法的可行性和有效性进行验证,实验结果表明,该方法不仅大大提高了感知数据的传输成功率,而且转发开销和延迟有了明显的降低.     

基于轨迹挖掘的公交车自组织网络路由机制

数据传递是车载自组织网络(VANET)应用不可或缺的组成部分.在城市中,公交车网络具有覆盖面广、行驶线路固定等特点,VANET应用中的数据传递可以通过公交车自组织网络实现,但公交车网络能否在VANET数据传递中发挥其独特的作用取决于对公交车运行规律的挖掘和利用的程度.文中提出了一种公交车自组织网络的路由机制Vela,该机制依托从公交车历史轨迹中挖掘的公交车运行时空规律,建立了公交车数据传递的概率时空模型,并给出了基于路段上公交线路相遇的数据传递路径的选择策略.与已有相关研究相比,Vela路由机制一方面以路段为粒度刻画了公交车运行的时空规律,这使得所获得的公交车运行规律兼具准确性和稳定性,另一方面,基于公交车运行规律估算路段上数据传递的延迟和可靠性,能获得尽可能好的服务质量级别的数据传递路径.实验结果表明采用Vela路由机制能实现具有高到达率和低延迟的数据传递,而且Vela路由机制具有较强的可伸缩性.     

车载自组织网络中一种连通度感知的可靠数据分发机制

车载自组织网络可以通过多跳无线广播实现远距离的数据传输,但网络拓扑的快速变化和无线通信质量的不稳定会导致数据传输性能的不稳定.为了应对这些挑战,文中提出了一种适用于城市场景的可靠的、连通度感知的数据分发机制.该机制利用实时收集的交通流量数据,建立路口车辆排队长度变化的马尔可夫模型,并基于此模型估算路段间无线网络连通度的实时变化,以便数据沿最小延迟路径进行转发.该机制还考虑到城市环境对无线信号的干扰,用覆盖消除规则改进了贪心广播算法,通过多候选转发策略增强了路段间数据传输的可靠性.模拟实验结果表明,与基于传染病的数据分发协议、基于静态节点的自适应数据分发协议相比,文中提出的机制能实现高可靠、低延迟的数据分发.     

基于命名数据网络的车载自组织网络数据分发机制

车载自组织网络（VANET）是一个高度动态的通信网络,设计稳定的数据分发机制是一个很大的挑战。将关注数据内容的命名数据网络（NDN）应用于车载自组织网络中,能有效缓解网络拓扑频繁变化所带来的问题。首先,优化命名数据网络的消息类型和数据结构;然后,结合车载自组织网络的特性,提出根据路段建立路由的方式,减少数据分发的开销。仿真实验结果表明,所提出的基于命名数据网络的车载自组织网络数据分发机制与应用于车载自组织网络数据分发的传统命名数据网络算法对比,数据转发平均命中率（AHR）提高大约53个百分点,平均转发次数减少大约0.4。因此提出的基于命名数据网络的车联网数据分发机制,采用新的路由方式,能够提高数据分发效率。     

BlueTorrent-ED：一种采用无比率编码改进的蓝牙移动P2P网络协议

移动P2P网络目前得到了研究者的广泛关注.同时蓝牙智能终端的普及和移动应用环境的逐渐成熟使得基于蓝牙实现的移动P2P网络具有较高的实际应用意义与广阔的发展前景.然而由于有限的带宽,较短的通讯范围,移动性等特点给蓝牙移动P2P网络带来了新的挑战.本文在蓝牙通讯参数选择,数据分发策略上展开研究,提出一种基于BlueTorrent协议改进的协议:BlueTorrent-ED.该协议通过控制蓝牙随机退避时间精度来降低网络连接建立延迟,并采用On-Line编码算法进行数据分发优化以提高网络可靠性,实验仿真的结果表明BlueTorrent-ED能有效地降低网络拓扑变化,丢包率带来的影响,同时提高网络吞吐量.     

群智感知中基于社交属性及有效用户计算的任务分发机制

随着无线传感器网络的高速发展和多种移动智能设备的普及,移动群智感知(mobile crowd sensing,MCS)成为移动计算的核心。利用群智感知可完成大规模、复杂环境及社会感知任务,其中任务分发是这种应用中的一个重要环节。针对任务分发过程中存在感知环境复杂、用户数量达不到要求、收集数据质量低等问题,提出一种基于社交属性及有效用户计算的任务分发机制(effective user calculation,EUC),该机制具有根据任务来筛选用户的特点,从用户角度看,EUC考虑了用户的社会性,由用户的社交网络传递相关信息来增加平台的有效用户数;从平台的角度看,EUC可根据任务的接收和提交情况,动态调整有效用户的积分,从而保障整个系统的有效用户数。理论分析和实验结果表明,所提出的机制可提高系统的任务分发效率,并改善了收集数据的质量。     

容迟网络路由算法

容迟网络泛指那些由于节点移动、能量管理、调度等原因而出现频繁中断、甚至长时间处于中断状态的一类网络.它涵盖了由于节点调度而处于间歇式连通的无线传感网络、移动Ad hoc网络、周期性连通的卫星网络、乡村网络、野生动物追踪网络以及个人设备交换网络等等.具有十分广阔的应用前景,引起了广泛的关注.与传统网络相比,容迟网络没有稳定的端到端传输路径,因而其路由问题更为复杂.已有的研究工作也主要集中于这一问题.并提出了许多的容迟网络路由算法.对这些算法的最新进展进行了综述.首先,介绍了容迟网络路由算法的性能评价标准.其次.给出了容迟网络路由算法的分类方法.按照路由策略来分.客迟网络路由算法可以分为基于复制策略的算法和基于转发策略的算法.按照网络模型来分,容迟网络路由算法又可以分为面向主动移动模型的算法和面向被动移动模型的算法.然后,针对每一分类.重点综述了其中具有代表性的一些容迟网络路由算法,并总结了各算法的优缺点.最后,讨论了未来的研究方向.     

无线传感器网络中高效移动汇点规划算法

在带有移动汇点(MS)的无线传感器网络(WSN)数据收集应用中,采用基于代理的数据收集模式可以有效缩短MS慢速引起的数据收集延迟问题.以提高WSN数据收集的能量效率和缩短数据收集延时为目标,给出了一种MS轨道规划算法MS-TPA. MS-TPA主要包括RN竞选和MS移动规划两个阶段.剩余能量优先的RN竞选机制能够平衡网络节点的能量消耗,MS移动规划算法能够缩短数据收集的延迟问题.仿真实验验证了所提出算法的有效性.     

Interest spaces: A unified interest-based dissemination framework for opportunistic networks

Embedded ubiquitous computing systems (EUCS) promise to grow remarkably in the near future. For such systems, new communication technologies are constructed to cope with the increasing functional and temporal demans. Because of the ubiquitousness of mobile devices nowadays, for example, traditional publish/subscribe is no longer an adequate model for data dissemination in mobile networks. Since any node can publish content at any time, the network can get congested easily, so a dissemination paradigm where mobile nodes contribute with a fraction of their resources is needed, through the use of opportunistic networks. Furthermore, a suitable organization for data dissemination in mobile networks should be centered around interests. Thus, we propose a unified interest-based dissemination framework for opportunistic networks entitled Interest Spaces, which simplifies dissemination by just allowing applications to mark data items with certain tags, letting the framework handle the caching, routing, forwarding, and disseminating. Similarly, applications that need to subscribe to channels simply have to specify the tags they are interested in, and the framework does the rest. However, the Interest Spaces framework also allows applications to have more control over the dissemination process if they wish, by specifying various criteria and dissemination rules. In this article, we present the architecture and components of Interest Spaces. We focus on data aggregation at the context layer, showing through simulations the benefits it brings in opportunistic dissemination. We also present a real-life use case for Interest Spaces through Chatty, an opportunistic chat application.     

A cross-layer multi-hop cooperative network architecture for wireless ad hoc networks

In this paper, a novel decentralized cross-layer multi-hop cooperative network architecture is proposed and presented. This cross-layer architecture introduces a new cooperative flooding scheme and two decentralized opportunistic cooperative forwarding mechanisms based on randomized coding, and a Routing Enabled Cooperative Medium Access Control (RECOMAC) protocol that enables cooperative forwarding, while incorporating physical, medium access control (MAC) and routing layers. RECOMAC employs randomized coding to realize cooperative diversity, so that relay selection and actuation mechanisms are alleviated and the MAC costs are reduced. The coded packets are routed in the network via the proposed cooperative forwarding schemes, which opportunistically form cooperative sets within a region, not needing a prior route to be established. Essentially, in the RECOMAC architecture, the routing layer functionality is submerged into the MAC layer to provide seamless cooperative communication, while the messaging overhead to set up routes, select and actuate relays is reduced. We evaluate the performance of RECOMAC in terms of network throughput, delay and MAC and routing overhead, in comparison to the conventional architecture based on the well-known IEEE 802.11 MAC and Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV) routing protocols. RECOMAC is shown to provide quite significant improvement by an order of magnitude difference in all investigated performance metrics, under a variety of scenarios, considering different network sizes, static and mobile scenarios and networks with multiple flows.     

移动机会网络路由问题研究进展

移动机会网络基于节点接触形成的通信机会逐跳转发数据,是满足物联网透彻感知与泛在互联的一种重要技术手段.机会路由作为实现间歇式连通环境下节点通信的基本方法,具有十分重要的研究意义,引起了研究人员的广泛关注.首先介绍了移动机会网络的概念、体系结构、典型应用以及所面临的一些挑战;然后详细阐述了机会路由算法的评价指标、设计需求与转发机制,并介绍了研究进展;最后,对机会路由未来的研究趋势进行了分析与展望.     

改进线程池的移动通信数据传输系统优化

短信数据的提交、存储、处理、转发是移动通信传输系统的关键步骤。引入线程池概念和队列存储机制,应用到移动通信数据传输系统,并设置阀值点限定短信网关流量,建立基于多线程、分层处理的移动通信数据传输系统架构;在多线程模块提出基于排队原理的请求等待模型,并引入阻塞线程过程,设计线程动态调度算法。以某移动运营商的客户营销服务数据为背景,利用提出的系统架构方法建立短信发送平台,通过实验对比验证了该方法有效地改善了系统性能。     

A honeycomb structure based data gathering scheme with a mobile sink for wireless sensor networks

With the widespread use of wireless sensor networks, more and more applications require energy efficient and low packet loss rate data collection methods. Recently, the concept of ‘mobile’ is introduced in various mechanisms to meet the needs of this kind. In this paper, a honeycomb structure based data gathering scheme, HSDG, is proposed for wireless sensor networks with a mobile sink. By partitioning the network into a honeycomb structure and giving each partition a direction value, every sensor node can obtain the latest location of the mobile sink dynamically with a small amount of broadcasting overhead. HSDG uncouples the moving strategy of mobile sink from the data forwarding mechanism, and three subscheme HSDG_RM, HSDG_DGM, and HSDG_EGM are proposed. Our schemes are investigated from average energy consumption, maintenance cost, packet loss rate and the number of packets collected. Compared with BTDG and ALURP, HSDG_DGM is the most energy efficient with a low packet loss rate.     

移动自组网络安全架构研究与设计

移动自组网络是一种新型无线局域网络，其安全问题是当前的一个研究热点。回顾移动自组网络安全领域研究成果，对敌意环境中安全问题进行了分析、建模和讨论，讨论了几种常用的加密原语。在总结现有安全机制的基础上，提出了一种具有攻击防御、攻击探测和攻击反应能力的移动自组网络安全架构。     

稀疏交通环境下基于轨迹的车联网数据分发

在稀疏交通环境下,车联网的数据转发机会较少,车辆携带数据时间较长,从而造成较大的数据传输时延.针对该问题,提出了基于车辆轨迹信息的数据转发协议（data dissemination based on trajectory,简称DDBT）.协议采用“携带+连通组件”思想,通过分析双向交通路段延迟特征,建立了端对端传输延迟模型,提出了在路口接入点协助下基于最小传输延迟期望的车辆留存副本多径转发原则.理论分析及仿真实验结果表明,提出的DDBT协议在稀疏交通环境下表现出较好的数据传输延迟性能.     

基于有向无环图的两层网格监测系统

资源监测系统是网格实现中的重要一环，Global Grid Forum已提出用网格监测体系结构（grid monitoring architecture,GMA）来解决这些问题，在此基础上，提出一种基于有向无环图的两层资源监测系统（DTGMS）。该系统使用有向无环图来描述资源间的依赖关系，把它作为该系统的逻辑基础，总体结构分为维护层和工作层同，维护层存储管理监测元数据和控制工作层的运行，工作层依据维护层提供的元数据，负责实际的数据采集、处理、输出等与被监测动态数据直接相关的工作。工作层的监测代理实现为控制核心和扩展模块两部分，有利于实现功能动态扩展。还比较详细地介绍了系统各模块间的交互协议与通信优化。征收GMA相比，新系统更好地满足了网格监测的需求，以较低的系统开销获得较多的功能。     

传感器网络中具有负载平衡的移动协助数据收集模式

数据收集是无线传感器网络的一个基本功能.然而,现有的数据收集模式大都是基于静止基站的网络结构,导致基站周围的节点由于担负着网络内的所有负载而快速死亡,成为网络性能的瓶颈.研究如何利用移动基站收集数据来达到负载平衡.提出了一个利用移动基站协助数据收集的模式(movement-assisted data gathering,简称MADG),它将基站移动区域设置为缓冲区,首先将数据沿最短路径传输到缓冲区内,然后在基站移动的过程中进行数据收集.证明了缓冲区位置设置在距离中心时数据传输总能耗最少,并证明了存在一个缓冲区位置使得最大节点负载最小化,进而确定了同时考虑到能源消耗和负载平衡的基站移动区域.理论分析和实验结果表明,提出的数据收集模式在很大程度上降低了网络节点的最大负载,并且减少了数据传输能源中的消耗,分别比固定基站和同类工作的最大网络负载降低95%和80%以上.