一种基于生存时间的Ad hoc网络不相交多路径路由算法*

针对无线移动Ad hoc网络的节点具有移动性和能量限制等问题,提出了一种根据网络动态拓扑结构和节点能量来进行多路由选择的混合式路由算法PEMP-OLSR。该算法以改进的链路状态路由算法为基础,通过在网络拓扑构造过程中引入链路和节点生存时间等参数来提高所选路径的稳定性,同时通过设定影响链路和节点权重的迭代因子来提高多条路径的不相交性,以提高此并行多路径算法的传输效率。通过大量仿真实验结果表明,该算法能有效地提高所选择的多条路径的稳定性和不相交性。     

无线传感器网络一种不相交路径路由算法

无线传感器网络经常被用来采集物理数据,监测环境变化.由于低功耗无线通信不确定性、链路质量不稳定性以及节点失效等问题,传感器网络很容易导致路由数据包丢失.为了提高网络路由的可靠性,人们提出多路径路由算法.多路径路由中源节点到目的节点的多条路径可能含有公共节点,或者公共边,如果公共节点或者公共链路失效,则这个数据包也丢失,因此又有人提出不相交多路径路由算法.不相交多路径路由算法又分为链路不相交多路径路由算法和节点不相交多路径路由算法.提出了一种不相交路径路由算法,可以将感知节点采集到的数据通过不相交路径传送到汇聚节点,提高路由的可靠性.而且,这个算法还可以很方便地应用到多Sink节点的网络当中.该路由算法用到的路由表大小为|K|,其中|K|表示路径数.算法的运行时间复杂度是O(|L|),其中|L|表示网络中的边数.     

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。     

一种抗干扰半静态分簇路由算法

针对无线传感器网络( WSNs)分簇路由算法中的能量洞、热点和抗干扰问题,设计一种抗干扰半静态分簇( AlSSC)路由算法,给无线传感器网络提供能量多、距离短、链路质量好的路径来传输数据.该算法利用节点定位获取节点地理位置,综合考虑传感器节点剩余能量和干扰信噪比,通过节点距离度量、节点聚簇、簇间融合、簇头选举和簇头轮换五个步骤进行无线传感器网络节点的分簇.仿真结果表明:这种路由算法可以提高无线传感器网络通信链路质量,均衡网络能量消耗.     

无线Mesh网中QoS流量均衡策略研究

由于现有的无线Mesh网路由研究多寻求当前时刻的最优路径,缺少流量均衡机制,影响了网络资源的使用效益。针对这一问题,提出基于QoS的流量均衡策略。通过研究蚁群算法,重新定义启发信息和信息素更新规则,将节点和链路负载加入到路径选择的权衡因素中;同时,考虑到Mesh节点到骨干网的通信,提出针对网关节点的流量均衡机制。改进算法以业务QoS要求作为约束条件,使路径规划倾向于负载度低的链路和节点,为后续业务的路由选择提供良好的网络环境。实验结果表明,随着数据量的增多,该算法始终可以保证业务QoS,实现了严格的QoS约束,并且能有效提高链路利用率,在路由质量方面优于中心节点法和改进信息素法。     

避免路由断裂的优化AODV路由协议

移动自组网(MANET)中,节点的移动容易引起链路失效,传统的按需距离矢量(AODV)路由算法的本地修复机制局限于在链路断裂后进行,如果修复失败或者过慢,可能导致缓存的数据包丢失。针对这一问题,提出一种避免路由断裂的优化AODV路由算法ARB-AODV,该算法首先对即将断裂的链路进行预测,然后计算有关节点的相对稳定度,将稳定性较高的节点插入即将断裂的链路中,以消除节点的边缘效应来避免路由断裂。在NS-2平台下采用随机路点移动模型(RWM)和恒定比特率(CBR)数据源进行实验,在节点的移动速度大于10m/s时,ARB-AODV算法的分组投递率保持在80%以上,其平均端到端时延比AODV算法降低了40%,归一化路由开销比AODV算法降低了15%。仿真结果表明,ARB-AODV优于AODV,能有效提高网络性能。     

移动对等网络中的感知蚁群路由算法

针对移动对等网络的实际需要,文中提出了一种感知蚁群路由算法.该算法通过感知节点能量、链路质量和链路生存性等网络状况,可以有效地均衡网络能量,提高分组投递率.该算法在路由发现阶段采用基于信息素的选播机制,既保证及时找到有效路径,又避免传统广播机制浪费能量的现象;在评价建立的路径时,既考虑了沿途节点的能量,又兼顾了链路质量和链路生存性;在数据路由时,结合了概率型路由的自动均衡和确定型路由的快速收敛.模拟实验结果表明了它的有效性.     

基于遗传算法的无线传感器网络能耗优化

为了延长无线传感网络的使用寿命,提出了一种优化传感网络路由的遗传算法。该算法通过分析节点发送功率变化下的链路流量约束,链路最大传输效率约束,节点能耗约束等条件。感知路由从数据传输的能量消耗量出发,讨论最优能量消耗路径,提高节点能量利用率,延长网络生存期。其基本实现是根据节点的剩余能量和传输路径上的能量消耗来选择路由路径。仿真实验表明,该算法可以平衡节点能耗和邻节点使用数量,延长网络的生存寿命。     

无线传感器网络中基于链路层服务的最可靠路由路径建立算法

无线传感器网络中, 链路通信质量随时空变化很大, 并且有5\%到15\%的非对称链路存在. 链路层服务不但可以发现邻居传感器节点, 测量和预测邻居节点间的链路通信质量, 而且还能提供链路数据转发机制减轻单向链路对其他协议的影响. 为了进一步提高路由路径的可靠性和减少能量损耗, 本文利用链路层服务, 采用分布式算法, 为每个传感器节点建立了到汇聚节点的最可靠路由路径, 并理论分析该算法的性能, 最后在无线传感器网络模拟器TOSSIM上进行了模拟. 实验结果表明, 基于链路层服务的最可靠路由路径建立算法, 可充分利用单向链路建立更可靠的路由路径, 有多于17\%的节点建立了更可靠的路由路径, 路由路径的可靠性提高了2\%到51\%.     

一种改进的ZigBee路由优化算法

ZigBee网络在运行的过程中,各个节点工作任务不均匀,从而会使能耗不均匀,导致整个网络过早产生分割死亡,因此提出一种均衡负载的路由优化算法.该算法首先通过发送定向RREQ来减少网络风暴,然后基于单个节点剩余能量、整个网络平均能量、多条路由路径能量代价和多个邻居节点能量这几个因素,通过选择动态路径来构建网络的动态路由,从而避免单条链路的压力.NS2仿真实验表明,改进的路由算法在节点死亡数、能耗和生存时间上都得到优化.     

基于相关因子的节点不相交的Ad Hoc多路径路由算法

多路径路由算法可以均衡负载、提高可靠性，但是Ad Hoc网络的无线多播特性（WMA）使得多路径数据传输存在严重的；中突隐患，即便是节点不相交的多路径，以并发的方式来进行数据传输的效率并没有理论上的高．为此本文提出基于相关因子的节点不相交的多路径路由算法（NDCF），该算法引入相关因子来衡量多条节点不相交路径以并发的方式进行数据传输时发生；中突的可能性的大小，从而选择冲突可能性最小的节点不相交路径．仿真结果表明，NDCF算法可明显提高数据包的投递率．降低端到端的传输时延．     

移动WSN节点不相交多路径路由算法

针对移动无线传感器网络不相交多路径路由中的路径断裂问题,提出基于HSV色彩空间的节点不相交多路径路由算法。采用HSV色彩空间模型为每条链路建立数值化的（h,s,v）三元组,使其属于不同的色彩平面,以寻找从源节点到目标节点的多条节点不相交路径。针对节点移动问题,设计基于可变时间间隔链路接收信号强度指示值探测的不相交多路径维护机制,该机制无需借助地理位置信息。实验结果表明,当使用3条路径传输时,该算法的数据传输成功率可达到80％以上,而对比的经典算法均低于70％。此外,其在网络吞吐量、能量消耗等方面也具有较好的性能。     

Fault-tolerant routing over shortest node-disjoint paths in hypercubes

This paper presented a routing algorithm that finds n disjoint shortest paths from the source node s to target node d in the n-dimensional hypercube. Fault-tolerant routing over all shortest node-disjoint paths has been investigated to overcome the failure encountered during routing in hypercube networks. In this paper, we proposed an efficient approach to provide fault-tolerant routing which has been investigated on hypercube networks. The proposed approach is based on all shortest node-disjoint paths concept in order to find a fault-free shortest path among several paths provided. The proposed algorithm is a simple uniform distributed algorithm that can tolerate a large number of process failures, while delivering all n messages over optimal-length disjoint paths. However, no distributed algorithm uses acknowledgement messages (acks) for fault tolerance. So, for dealing the faults, acknowledgement messages (acks) are included in the proposed algorithm for routing messages over node-disjoint paths in a hypercube network.     

可证明安全的节点不相交多路径源路由协议

多路径路由实现是移动ad hoc网络可靠运行的有效保证.针对多路径路由协议的安全性分析,建立了基于UC(universally composable)框架的可证明安全路由协议的新方法.基于攻陷的网络拓扑模型,扩展了可模糊路由概念,提出了多路径可模糊路由集合概念,用于描述攻陷网络拓扑结构的移动ad hoc网络多路径路由;基于UC安全模型,提出了基于UC-RP(universally composable security framework for ad hoc networks routing protocol)框架的路由协议形式化安全定义;针对MNDP(multiple node-disjoint paths)协议存在的安全问题,提出了新的移动ad hoc网络节点不相交多路径动态源路由协议(简记为SMNDP(security multiple node-disjoint paths)协议).将基于UC-RP框架的可证明安全路由协议的新方法应用于SMNDP协议的安全分析.SMNDP协议的可证明安全性可以归约为消息认证码和签名机制的安全性.SMNDP协议实现了路由发现协议的正确性、节点身份的认证性和路由消息的完整性.     

可证明安全的节点不相交多路径源路由协议

多路径路由实现是移动ad hoc网络可靠运行的有效保证.针对多路径路由协议的安全性分析,建立了基于UC(universally composable)框架的可证明安全路由协议的新方法.基于攻陷的网络拓扑模型,扩展了可模糊路由概念,提出了多路径可模糊路由集合概念,用于描述攻陷网络拓扑结构的移动ad hoc网络多路径路由;基于UC安全模型,提出了基于UC-RP(universally composable security framework for ad hoc networks routing protocol)框架的路由协议形式化安全定义;针对MNDP(multiple node-disjoint paths)协议存在的安全问题,提出了新的移动ad hoc网络节点不相交多路径动态源路由协议(简记为SMNDP(security multiple node-disjoint paths)协议).将基于UC-RP框架的可证明安全路由协议的新方法应用于SMNDP协议的安全分析.SMNDP协议的可证明安全性可以归约为消息认证码和签名机制的安全性.SMNDP协议实现了路由发现协议的正确性、节点身份的认证性和路由消息的完整性.     

最小割多路径路由算法

在最小割理论基础上提出了最小割多路径(min-cut multi-path,简称MCMP)路由算法,为流量请求选取少量关键路径,并在这些路径间均衡流量,在获得方法易实现性的同时能够有效地控制网络瓶颈链路拥塞通过实际流量数据在北美和欧洲骨干网络中的实验,对比常用的OSPF(open shortest path first)路由算法和模型中的多路径路由算法,MCMP路由算法可降低拥塞链路负载分别达到41％和20％以上.     

移动自组网中基于相关因子的多路径节能路由算法

一方面，由于移动自组网节点的能量由电池供应，一旦能量耗尽，不能继续充电，使用多路径可以节省能源；另一方面，使用多路径即便是节点不相交多路径，由于移动自组网的无线多播特性，仍存在严重的冲突问题。综合这两方面因素，提出了冲突受限的节能路由算法。该算法引入相关因子来衡量多路径同时进行数据传输时发生冲突的可能性，然后根据特定应用对传输性能的要求，得到一个冲突上限，即相关因子的最大值，最后找到能满足冲突上限的最节能的一组节点不相交多路径。仿真结果表明，该算法与单纯的节能路由算法——源传输功率选择算法（STPS）相比，可显著降低数据传输时的丢包率，且没有明显增加能量消耗和寻路时间。     

一个低开销的无线传感器网络多径路由协议

针对多对一的周期性数据收集应用，提出一个低开销的逐跳多径路由协议LOMP，综合利用定期和实时估计器评估链路质量，在此基础上实现高质量的多径路由。与现有的多径路由协议相比，LOMP并不提供端到端的节点独立的多径路由，而只是确保在报文的每一跳转发过程中都有多条路径可用。仿真结果表明LOMP能够提高选路质量，以较小的能量开销提高数据传输的可靠性。