无线传感器网络中分段贪婪地理路由算法

针对基于地理位置的无线传感器网络路由中存在的路由空洞问题,提出一种新的路由模式:分段贪婪路由.在该模式中,整个路由过程被中间节点序列划分为若干段,在每一段上仅应用贪婪转发策略.为确定合适的中间节点,给出一种基于递归探测的方法,并以GPSR算法为基础探测路由构造了SGR算法.仿真实验表明,在存在不同类型、大小、数量路由空洞的网络环境中,SGR算法均能以较小的探测开销获得接近最优的路由路径,尤其是凹空洞存在的情况.     

基于虚拟坐标系统的无线网络地理路由算法

针对地理路由算法中的路由空洞问题,通过引入虚拟坐标的方式,提出了一种新颖的无线网络地理路由算法——双重贪婪算法(DGA)。根据网络的拓扑结构信息,DGA为每个节点分配虚拟坐标,在基于真实地理位置的贪婪算法遇到路由空洞时,以基于虚拟坐标系统的贪婪算法作为恢复机制,从而保证路由算法的收敛性。DGA克服了GPSR等传统地理路由算法只能适用于理想的单位圆图(UDG)的缺点,能够适用于更加真实的无线网络模型。仿真实验验证了DGA高效的路由性能及良好的扩展性。     

地理路由算法在三维传感器网络中应用

为解决三维传感器网络中应用地理路由算法引起的路由空洞问题,引入树型网络路由算法,提出一种新的地理路由算法———基于树型网络的贪婪算法（ GAT）。根据三维传感器网络拓扑结构信息,GAT生成一个树型网络拓扑,并为每个节点分配ID信息,当基于真实地理位置的贪婪算法遇到路由空洞时,采用树型网络路由算法作为恢复机制,保证了数据分组的可达性。GAT克服了三维空间中贪婪算法的路由空洞问题,可以保证三维传感器网络中任意节点之间数据分组的可达性。仿真实验验证了GAT在三维空间的可行性以及高效的路由性能。     

WMSN中一种有效的地理路由空洞迂回算法

路由空洞问题一直是无线多媒体传感器网络的一个研究热点,针对地理位置路由的特点,提出了一种有效的空洞迂回算法BHRGR。该算法通过提前发送探测包获取空洞边界节点信息确定空洞位置,构建覆盖空洞的虚拟矩形以产生动态中间目的节点,形成有效的迂回空洞路径。仿真结果表明,该算法的路由平均跳数和能量消耗有明显的减少,而且能够有效地缓解路由空洞扩大问题,延长网络生存时间。     

三维AD-HOC 网络地理信息路由算法

在二维AD-HOC 网络中,可以充分利用节点的地理信息进行路由,即AD-HOC 中节点根据邻居节点的距离目标节点的距离,选择下一跳节点进行路由转发.由于AD-HOC 中节点部署通常不满足均匀分布,造成网络中出现路由空洞,贪婪转发算法在遭遇空洞的情况下将无法正确执行.在二维AD-HOC 网络环境中,往往采用贪婪(Greedy)算法结合表面路由(Face Routing)的方法跳出路由空洞.但是在三维条件下,目前没有很好跳出路由空洞的算法能够实现有效的路由.提出了一种在三维AD-HOC 网络中的地理信息路由算法GSG,该算法使用3D RDT 图和3D RRNG 图的方法实现三维网络空间的划分.采用3D 表面路由的方法进行信息传递,在遭遇局部最小点时,可有效跳出路由空洞.仿真实验结果表明,GSG 算法可提升三维AD-HOC 网络条件下地理信息路由的效率,具有良好的可扩展性.     

路标迭代提取和剔除的自适应空洞处理算法

针对无线传感器网络贪婪地理路由协议中的路由空洞问题,提出一种高效的基于路标迭代提取和剔除的自适应空洞处理算法.该算法中,当探测包贪婪转发遇到空洞时,在网络拓扑局部平面化的基础上,以左(右)手法则提取空洞边界并沿其逆(顺)时针周边模式双向转发,同时,分布式地进行路标的迭代提取和剔除,直到获取的路标使得后续的数据包依次以它们为中间目标节点进行传输而不再遇到空洞为止.仿真结果表明,该协议能够以较小的控制开销代价获得次最优的传输路径,极大地提高了路由协议的性能,可以应用于无法消除路由空洞的大规模无线传感器网络贪婪地理路由协议.     

无线传感网中一种有效的迂回空洞路由研究

研究无线传感器中关于技术定位问题,地理路由以其独立选路、避免泛洪以及良好的可扩展性和适应性而得到快速发展,但面临由"空洞"使贪婪转发失败的本地最小化问题.传统的路由协议解决上述问题普遍采用边界转发,但又带来空洞边缘附近的节点能量迅速耗尽.基于锚节点的地理路由中,虽然缓解"空洞扩大"问题,影响网络的生存时间.为了方便获得地理位置信息,减少时间开销,提出无线传感网中一种有效的迂回空洞地理路由协议(EHBR),采用高斯随机函数产生动态锚节点,形成动态迂回空洞路径,并进行仿真.仿真结果表明,协议能有效地缓解网络中路由空洞扩大问题,延长网络生存时间.     

面向无线传感器网络能量均衡的地理位置路由方法

针对地理位置的无线传感器网络路由算法往往只注重地理信息的不足,提出了一种融合节点能量的多径路由算法。算法采用地理位置和能量信息建立三维坐标系,根据邻居节点有效向前距离和剩余能量大小来计算下一跳的概率值,进行路由选择。使能量消耗分散在有效向前推进距离较远的邻居节点之中,延长了网络生存时间,减小并推迟了路由"空洞"的出现。仿真结果显示,区域内节点死亡数、节点存活数和路由"空洞"数等相对TPGF算法均有较大改善,验证了算法的有效性。     

无线传感器网络中一种基于标号的贪婪转发算法

针对传统地理路由存在的路由空洞问题,提出一种新的路由算法:基于标号的贪婪转发LBGF算法。算法将网络中的节点组织为一个带环树,在构建树的同时,父节点依据子节点的位置信息为其分配隐含节点间亲缘关系的标号,从而形成一个树型标号系统,并设计相应的贪婪转发算法。分析与仿真结果表明:相对于GPSR,LBGF算法具有空洞避免、容错性强、通信与存储开销低、计算简便等优点,适于节点稀疏或障碍物较多的无线传感器网络。     

三维无线传感器网络贪婪地理路由协议

针对已有的三维无线传感器网络路由协议均将三维问题转换到二维平面上解决,没有充分利用三维空间的特点,提出了一种基于地理信息的三维无线传感器网络贪婪地理路由(GGR)协议。该协议在通常状况下采用贪婪转发算法,针对基于地理信息的贪婪算法中易出现的路由空洞问题,给出一种三维滚动球边界遍历算法。实验结果表明:该协议具有较高的路由成功率,路由跳数也得到优化,尤其是在节点密度较低的情况下体现出较强的优势。     

一种改进的GPSR算法

由于自然环境和传感器节点自身的原因,在无线传感器网络中很难避免出现洞.GPSR路由算法中数据包沿洞边界传送,它容易导致洞边界节点能量过度消耗和数据碰撞,没有很好地解决局部最优现象问题.本文提出的改进算法给出了源节点和目的节点出现在网络中任何位置的洞路由方案,优化了洞路由路径,合理解决了无线传感器网络中的洞路由问题.     

Distributed load balancing mechanism for detouring schemes of geographic routing in wireless sensor networks

Well-known ‘routing hole’ problem of geographic routing is hardly avoided in wireless sensor networks because of various actual geographical environments. Existing geographic routing protocols use perimeter routing strategies to find a detour path around the boundary of holes when they encounter the local minimum during greedy forwarding. However, this solution may lead to uneven energy consumption around the holes since it consumes more energy of the boundary sensors. It becomes more serious when holes appear in most of routing paths in a large-scale sensor network. In this paper, we propose a novel distributed strategy to balance the traffic load on the boundary of holes by virtually changing the sizes of these holes. The proposed mechanism dynamically controls holes to expand and shrink circularly without changing the underlying forwarding strategy. Therefore, it can be applied to most of the existing geographic routing protocols which detour around holes. Simulation results show that our strategy can effectively balance the load around holes, thus prolonging the network life of sensor networks when an existing geographic routing protocol is used as the underlying routing protocol.     

无线传感器网络中一种基于标记的能量平衡路由

为实现数据的高效传输和网络生命期的最大化,提出了一种基于标记的能量平衡（LBEB）路由。该路由先向网络中嵌入多棵独立最短路径树,以构建一个虚拟树型标记系统,然后基于此标记系统设计针对不同数据类型的转发策略：紧急数据使用贪婪策略转发以保障其时延要求;而平常数据则综合考虑邻居节点的负载和剩余能量情况使用平衡策略转发以缓解拥塞并均衡节点能耗。2种策略相辅相成,共同完成预期目标。仿真结果表明：LBEB能以适量开销获得较好的路由性能,并且能在满足数据时延要求的同时均衡网络能耗从而使网络生命期最大化。     

一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议

提出了一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议,该协议利用锚节点作为转发节点与移动Sink进行通信,避免多媒体传感器节点与Sink直接进行远距离通信,在多媒体传感器节点中采用改进的基于地理信息的路由协议建立路由路径.仿真实验表明:该协议不仅能支持移动Sink,而且能够有效降低节点能耗,延长网络寿命,提高数据传...     

无线传感器网络中保证交付的贪心路由算法

针对传感器网络提出了一种高效的点对点的路由方法.通过对每个节点分配坐标,将网络映射到由它的若干生成树构成的度量空间,根据节点坐标使用贪婪算法路由,即总是选择离目的节点最近的邻居转发包.该方法在每个节点的路由表中只需要维护邻居的坐标,包首部开销最多为O(log2n)2比特.与很多基于位置的贪婪路由算法相比较,该方法的特点是贪婪路由算法能够保证网络中任意一对节点之间都是可达的,并且路径长度不超过这对节点在生成树上的距离.仿真表明该方法同时能够在路径拉伸度和负载平衡上取得较好的性能.     

Experimental validation of resilient tree-based greedy geometric routing

Geometric routing is an alternative for IP routing based on longest prefix matching. Using this routing paradigm, every node in the network is assigned a coordinate and packets are forwarded towards their intended destination following a distance-decreasing policy (greedy forwarding). This approach makes the routers significantly more memory-efficient compared to the current IP routers. In this routing, greedy embeddings are used to guarantee a 100% successful delivery to every destination in the network. Most of the existing proposals lack resiliency mechanisms to react efficiently to network changes. We propose a distributed algorithm to calculate a greedy embedding based on a spanning tree of the network. In this algorithm, nodes are triggered to re-calculate their coordinates upon a change in the topology such as link or node failures. The advantage of this approach is that it recovers from topology failures within a very short period of time. We further extend the algorithm to generate backups to apply protection in distributed setups. Different trade-offs and trends of re-convergence for geometric routing have been evaluated in an emulation environment. Realistic results are achieved through emulation as no model or abstraction is involved. The proposed routing scheme is implemented in Quagga routing software and new elements are developed in Click modular router to enable greedy forwarding. For the first time, the performance of this scheme is evaluated through emulation on a large topology of 1000 nodes and the results are compared with BGP. The experimental results indicate that the proposed scheme has interesting characteristics in terms of convergence time upon a change in the network topology.     

基于ODMRP的分布式核心稳定路由算法

在无人机网络中,由于节点具有较强的移动性,对于组播路由的建立以及组播组的划分提出更高要求,一般的组播路由协议往往无法满足网络需求.为此,提出了一种基于ODMRP的分布式核心稳定路由算法.该算法结合了改进贪婪机制,根据路由状况对路径进行优化,为了降低源节点的数据处理负担,提出了分布式核心节点选择机制,将组播组的信息储存在多个核心节点中,同时释放了转发节点的储存空间.文章通过路由抢修机制,监控路由状态变化,对即将断裂的路由提前修复,保证了路径的有效性.仿真表明,该算法与标准的ODMRP算法及改进算法VCMP算法相比,能够优化传输路径,降低端到端时延,提高分组交付率,提升网络性能.     

Mobile-Agent的空洞避免路由算法

为了解决空洞恢复路由算法在能耗、路由开销及可扩展性等方面的问题,提出了使用移动代理(mobile-agent,MA)进行网间处理来避免"路由空洞"的算法(hole avoiding routing algorithm with mobile-agent,HAMA)。HAMA将网络中的节点分为"空洞相关节点"或"空洞无关节点",通过采用MA方式,对"空洞相关节点"进行路由处理,为其找到一个最优下一跳节点,最终成功建立到Sink节点的路由,从而达到避免"路由空洞"的目的。HAMA使节点提前意识到"路由空洞"的存在,尽可能绕开路由空洞,从而降低网络能耗,均衡网络负载。与经典空洞路由算法GPSR(greedy perimeter stateless routing)相比,HAMA能够成功避免"路由空洞",即使遇到"空洞相关节点",也能较为成功地启用各种恢复机制绕过空洞,具有低成本、高性能的特点。