自组网Random Waypoint移动模型节点空间概率分布的研究

Random Waypoint模型是自组网经常使用的移动模型,对这种移动模型下运动节点的空间概率分布进行了研究,得到了一维与二维区域的运动节点空间概率分布的精确公式,解决了自组网仿真模型的一个遗留问题．研究结果为基于Random Waypoint移动模型的自组网理论的推导、证明、仿真与应用提供了理论依据,对基于该模型的自组网仿真具有实践指导意义．     

基于圆周运动的自组网移动模型研究

自组网仿真研究大多基于特定的移动模型,而移动模型中节点空间概率分布是研究和评价自组网性能的理论基础.然而,现有的自组网移动模型存在诸多缺陷(如不现实的移动场景、节点的非均匀分布等).在分析和比较现有移动模型的基础上,提出一种基于圆周运动的移动模型,推导出移动节点的二维概率密度函数公式.理论分析和仿真实验表明,该模型能够克服现有移动模型的这些缺陷,为仿真和评估自组网的性能提供了精确的理论模型.     

基于Bezier曲线的移动模型研究

现有的移动模型大多采用简单的、随机的直线运动来描述物体的移动模式,难以描述现实场景下规避障碍物的曲线移动模式.为解决现有移动模型存在的这些问题,提出一种基于Bezier曲线的移动模型.首先从理论上对该模型的应用进行了详细分析,其次提出了曲线场景下的节点概率分布的分析模型和算法,最后从多个场景进行了仿真验证和比较分析.研究结果表明,与典型的Random Waypoint模型相比,该模型不但可描述移动自组网在有障碍物约束的普遍现实应用场景,而且在同样的场景下具有更优的节点概率分布,使移动自组网表现出良好的动态特性,因此可为移动自组网的仿真研究提供现实的应用场景.     

机器人自组网的运动控制模型仿真研究

机器人自组网具有较高的军事和民用价值;基于机器人通用运动学模型,对传统自组网的节点运动模型——随机路点和随机方向移动模型进行了修改,为机器人自组网中的节点建立了运动控制模型,并建立了机器人自组网的网络模型,对几种运动模型进行了仿真分析;结果表明,在机器人自组网的仿真场景中网络性能有所恶化;达到了较为真实地仿真机器人自组网的目的,得出的结论对机器人自组网的仿真研究具有一定的参考价值。     

基于行动预测的支持移动自组网QoS的路由方案

从研究高斯-马尔可夫运动模型出发，提出了一个可用于预测移动自组网中节点间最大链路有效时间的模型。从提供Qos路由度量和改进被动路由协议两个方面阐述了提供移动自组网Qos支持的机制。仿真实验表明，新的路由方案具有网络吞吐量大、抖动小和时延可控制的特点。     

MANET中节点的运动模型和性能分析

移动自组网的节点运动模型描述了节点的运动情况，采用合适的运动模型对于分析各种协议性能具有重要的意义。该文结合移动自组网络中路由协议的相关属性，提出了邻居节点比率、链路生存时间和平均链路保持时间3种评价指标，并通过大量的模拟实验分析和比较了随机行走运动模型、随机停留运动模型、高斯－马尔可夫运动模型和无边界运动模型4种运动模型，这对于考虑不同运动模型下路由协议的设计十分重要。     

移动自组网病毒传播模型及稳定性分析

考虑移动自组网中节点的移动特性,基于平均场理论提出移动自组网中病毒传播模型,并对建立的方程组进行平衡点存在性和稳定性分析,得出病毒传播的阈值及消亡条件,从而研究节点移动速度、通信半径、免疫成功率和免疫失效率对移动自组网中病毒传播行为和传播临界特性的影响。结果表明:当病毒基本再生数R0<1时,网络全局渐近稳定在无病毒平衡点;当R0>1时,网络全局渐近稳定在地方病平衡点。最后通过数值仿真验证了该模型的正确性。     

一种避免Random Waypoint移动模型速度衰减的方法

在被广泛使用自的Random Waypoint移动模型中，随着模拟的进行节点平均速度呈下降趋势．这样自々速度衰减现象对自组网等移动系统的某些时间平均性能评价是不利的。会增加精确分析的复杂性；以结点平均速度在整个模拟过程中保持稳定为前提而得到的试验结论也是不可靠的．本文对速度衰减现象进行了概率分析并证明了它是不可避免的，最后提出了改进的Random Waypoint移动模型iRWP，试验验证iRWP能有效避免了速度衰减的发生．     

移动自组网中Anycast路由协议的研究

讨论了Anycast通信协议模型和研究现状，提出一种基于AODV的Anycast路由协议用于移动自组网IP流通信．同时，在NS2模拟器中扩充了Anycast协议模块，并采用不同的网络参数测试了协议的性能．模拟结果显示，Anycast协议能有效平衡网络负载，减少包传输延时，增大网络吞吐能力．在节点移动性高且链路断裂频繁的情况下，Anycast服务也能提高移动自组网的性能．     

基于游牧团体移动模型的网络性能研究

针对节点之间相互独立的网络移动模型不能反映真实应用场景下移动自组网特性的问题,使用在军事领域和车载网中更具可适用性的游牧团体移动模型。在构造了相应的系统模型后,提出一种群组间多副本中继算法,得出该中继模式下基于游牧团体移动模型的网络容量、时延的上限和下限,并依此求得相应的折中率。对节点运动的仿真验证了该模型具备很好的移动特性;绘制出的有关参数的函数曲线证明了在这种移动模型下可以获得更好的网络性能。     

Analysis of a Randomized Congestion Control Scheme with DSDV Routing in ad Hoc Wireless Networks

Ad hoc wireless networks are expected to play an increasingly important role in future civilian and military settings where wireless access to a wired backbone is either ineffective or impossible. However, frequent topology changes caused by node mobility make routing in ad hoc wireless networks a challenging problem. In addition, limited capabilities of mobiles require a control on node congestion due to message forwarding.  In this paper, we present a randomized version, called R-DSDV, of the known destination-sequenced distance vector (DSDV) routing protocol for ad hoc networks and analyze its capabilities for distributed congestion control. The analysis is based on a novel approach that uses Markov chains for representing the distribution of routing information over the network. Our results indicate that a probabilistic congestion control scheme based on local tuning of protocol parameters is feasible and that such a mechanism can be effective in reducing the amount of traffic routed through a node which is temporarily congested. The traffic reduction is almost linear with respect to the decrease in the R-DSDV routing table advertisement rate of the congested node. On an average, the convergence time is relatively small as compared to the transmission rates of protocol messages.     

具有多出入口区域的节点移动和分布研究

在Ad Hoc网络的仿真研究中,节点移动模型的选择会严重影响到网络的拓扑结构和通信协议的性能.然而,现有移动模型大多是为理想环境设计的,不能适用于真实环境.在理想移动模型RWP(Random Waypoint)的基础上,提出了具有多出入口区域的RWP节点移动模型(RWP with entrances,RWPWE).在该模型中,区域出入口是节点进出区域的必经之地,节点在区域内的移动符合RWP节点移动模型,通过引入域内停留概率来完成节点在区域内外移动的转移,并从节点移动速度、移动时间、移动路程和空间分布概率等几个方面研究了区域出入口的影响.理论分析和实验仿真的结果表明,由于出入口的存在,与RWP模型相比节点的移动更加复杂,节点的空间分布也显著不同,这些差别将会影响到网络的拓扑性能和对网络协议的评价.     

分层Ad Hoc网络中同步领导者选举算法的研究

近年来,Ad Hoc网络以其方便、快捷、不受网络基础设施制约等特点得到了广泛的研究和应用。然而,在分层Ad Hoc网络进行视频信息传输的过程中,由于节点移动及网络状况等原因有可能出现簇头节点缺失的情况,影响网络的正常通信。针对分层Ad Hoc网络中高层节点移动性差这一特点设计并实现了基于分层Ad Hoc网络高层网络同步领导者选举算法,解决了上述问题。系统还引入了副主席机制,并通过实验证明,当网络中存在着上一轮选举后产生的副主席节点时,选举时间将显著缩短。算法也可应用于小型临时视频会议系统中以解决视频会议中主持人缺失及更替的问题。     

A novel mobility model based on semi-random circular movement in mobile ad hoc networks

When simulating a mobile ad hoc network (MANET), it is important to use a realistic mobility model to reflect the actual performance of a mobile system. The spatial distribution of node locations in a mobile model plays a key role when investigating the characteristics of a MANET. However, most existing mobility models with random and simple straight line movement lead to unrealistic scenarios and non-uniform distributions, and can not describe the actual movement of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) connected via a MANET. To address this issue, a novel mobility model based on semi-random circular movement (SRCM) is presented. The approximate node distribution function in SRCM is derived within a 2D disk region. The relationship between application performance and node distribution is investigated for a UAV MANET, with focus on scan coverage and network connectivity. A simulation using the NS2 tool is conducted. It is shown that the presented model with a uniform distribution performs better than the popular Random Waypoint mobility model. The SRCM model with the NS2 simulator provides a realistic way for simulation and performance evaluation of UAV MANETs.     

Clustering in mobile ad hoc networks through neighborhood stability-based mobility prediction

Clustering for mobile ad hoc networks (MANETs) offers a kind of hierarchical organization by partitioning mobile hosts into disjoint groups of hosts (clusters). However, the problem of changing topology is recurring and the main challenge in this technique is to build stable clusters despite the host mobility. In this paper, we present a novel clustering algorithm, which guarantees longer lifetime of the clustering structure in comparison to other techniques proposed in the literature. The basis of our algorithm is a scheme that accurately predicts the mobility of each mobile host based on the stability of its neighborhood (i.e., how different is its neighborhood over time). This information is then used for creating each cluster from hosts that will remain neighbors for sufficiently long time, ensuring the formation of clusters that are highly resistant to host mobility. For estimating the future host mobility, we use provably good information theoretic techniques, which allow on-line learning of a reliable probabilistic model for the existing host mobility.     

移动Ad Hoc网络路由协议的性能分析与比较

移动Ad Hoe网络是由一组无线移动主机组成的一个没有任何建立好的基础设施或集中管理设备的临时网络.网络拓扑易变、带宽、能源有限是移动Ad Hoe网络的主要特点.分析表驱动路由协议DSDV和按需路由协议DSR、AODV和TO-RA,并利用NS2软件进行了仿真实验,通过改变节点的暂停时间和移动速度这两个参数来比较这两个参数对这四种协议性能的影响.仿真结果表明,按需路由协议在分组投递率、端到端的平均时延、路由开销方面都表现出较好的性能.但同时结合表驱动路由协议的特点,为进一步在综合考虑以上两类路由协议特点的基础上研究新的路由协议提供很好的参考.     

移动自组网中一种面向群组移动性的位置服务协议

基于位置信息的路由协议被广泛认为是一种可扩展的移动自组网路由解决方案.大多数此类协议假定可通过位置服务协议获取结点的位置信息.研究人员现已提出多种位置服务协议.但是,它们在大规模网络环境中的可扩展性不好,或者在高动态网络环境中可靠性不高.本文提出了一种适用于大规模移动自组网的面向群组移动性的可扩展及可靠的位置服务协议.模拟结果表明此协议比SLURP协议更适合于具有群组移动性的大规模移动自组网.