DTN网络中Ferry节点的MSSL路由算法研究

在节点移动规律无法预知、连通性较差的延迟容忍网络中,针对DTN网络的Ferry节点自定位方案,能够有效提高网络中数据信息采集效率.该方案能够在节点移动过程中根据一个修正因子不断对Ferry的移动节点坐标进行调整,最后使坐标收敛到一个可用的范围.通过概率路由算法对Ferry节点的移动路线优化,使得Ferry节点能够在有限时间内最大限度地收集信息.实验证明,该方案通过合适的修正因子调整节点坐标,使路由算法具有良好的稳定性,在节点信息传输率、公平性和延迟性方面有良好的表现.     

基于最小支配集组簇的MF路由协议

为了进一步提高容延迟移动传感器网络中的数据投递率、降低平均延迟和能量消耗,提出一种改进的Message Ferry(MF)路由协议MF-MDS。该协议采用最小支配集对网络中的普通节点进行组簇。在NS-2上进行的仿真实验证明MF-MDS在投递率和平均延迟上明显优于传统的MF协议。     

一种应用于分布式缓存系统中的缓存部署算法

缓存技术能有效的节省网络带宽,减少用户的访问延迟.在分布式缓存系统中,一个值得研究的问题是如何根据用户的请求动态的进行缓存部署,使得系统的收益最大.描述了缓存部署问题并建立了优化模型,在此基础上提出一种新的协作缓存部署算法,该算法利用对象的热度、网络距离,以及系统中各节点接收的请求和系统缓存分布信息,依次对请求路径上的节点进行缓存部署决策,同时该算法将计算分布到请求路径的各个节点上进行.仿真结果表明,该算法具有比LRU和Graph算法更高的缓存命中率和更低的访问延迟.     

云计算系统中基于边缘节点和容量的延迟分析

内容云系统的检索延迟取决于边缘节点内容的可用性,而节点内容的可用性又取决于边缘节点的缓存机制。对同时考虑边缘节点、服务器缓存及检索容量情况下的检索延迟最小化问题进行分析。在随机选择和最短队列选择两种策略以及利己型、集体型和自适应型等三种缓存机制场景下考察内容检索延迟。该分析能够对缓存与检索容量对性能的关联影响进行量化,也能够探究相应的设计空间。仿真实验结果表明,自适应缓存机制与最短队列选择策略结合在一起能够很好地支持各种网络配置,并能适应负载变化。     

移动IP中低延迟切换的研究

移动IP技术支持节点在不改变本身IP地址的情况下随时连接Intemet.随着应用需求的不断提高,Mobile IPv4的低延迟切换已经无法满足目前的需求.在这篇文章中,提出一种新的策略来达到保证节点从一个子网进入另一个子网低延迟的较好效果.首先,代理提供一种缓存机制：如果通信过程中移动结点已经移动,代理将仍发送给移动节点的数据包缓存;接着,在各个代理上维护一个表格用来记录移动节点最新位置信息,代理通过这些信息将缓存的数据包转发到移动节点的最新位置.通过策略实施的具体工作分析,得出切换过程中数据包传递延迟可以明显减小的效果.     

基于拓扑简化的自相似网络相关参数分析

本文基于简单串联网络拓扑结构的简化,对拓扑简化后的自相似网络的相关参数(节点缓存、节点排队负载)进行分析.通过分析简化前后的网络的性能(平均排队延迟、平均丢包率),提出简化后网络的节点缓存模型和节点负载模型.模型分析的结果分别说明了简化后的节点缓存大小与简化前节点缓存及负载、网络自相似程度之间的变化关系以及简化后节点负载与简化前节点负载、简化前后节点缓存大小比、网络自相似程度之间的变化关系.     

基于物理位置与访问局部性的P2P路由算法

针对现有结构化P2P系统物理位置和访问资源的局部性,以Pastry系统为基础,提出一种P2P路由算法。给出相应拓扑结构进行网络构造,在路由时先考虑节点的物理邻接关系。理论分析与仿真实验结果表明,该算法可以减小结构化P2P系统的定位延迟和路径长度。     

移动延迟容忍传感网络拥塞控制算法研究

针对移动延迟容忍传感网络拥塞而造成的节点内缓存数量预测不准,数据传输延时速度过慢,数据分组投递成功率低等问题,提出一种移动延迟容忍传感网络拥塞控制算法。算法是基于节点状态感知的,构建移动延迟容忍传感网络拥塞预测机制,依据机制中所获取的历史缓存信息感知节点状态,对拥塞严重或中度拥塞的节点缓存队列内的数据进行信息聚合,提出拥塞控制的策略。最后通过仿真可得数据分组投递率、数据分组丢包率及响应时间、消息产生率。实验结果表明,所提出的拥塞控制算法能够预测缓存数量准确,减少数据传输时延,保证数据分组投递成功率,提高整个网络的工作效率。     

基于虚拟网格的无线传感器网络分簇路由算法

针对WSNs路由协议中链路通信负载不均引发的能量空洞问题,提出一种基于虚拟网格的动态聚簇策略IDCS和考虑数据转发延迟的最大化网络生命周期的动态负载均衡路由算法DCDLB。IDCS依据节点的通信半径将网络划分成若干虚拟网格,采用考虑节点能量和位置因素的分布式簇首选举策略,并引入基于簇首能量水平的动态簇首轮换机制。DCDLB综合考虑簇首间能耗均衡和数据多跳转发延迟来构建路由,实现网络生命周期的最大化。实验结果表明,DCDLB路由算法在延长网络生命周期和降低数据转发延迟方面优于LEACH,HEED和CRVB路由算法。     

基于有界延迟的光缓存队列模型研究

为了解决光分组在核心节点处的竞争问题,提出一种基于有界延迟的光缓存队列模型。在缓存容量有限的基础上,采用有界延迟机制,当分组到达时计算它的延迟,若延迟没有超过预设值,就将它放入缓冲区,否则丢弃分组。仿真结果表明,该模型能够降低光分组缓存时延,有效避免光分组在交换输出端的竞争,提高光缓存器性能,展示出不同于传统光缓存队列的一些特点。     

在分裂的机会网络中多个消息摆渡的路由设计

针对机会网络中节点分布不规则造成分割的网络区域相隔较远的情况, 提出了一种基于全局消息摆渡和节点中继的多摆渡路由算法（GMF-NRA）。该算法使用一个全局消息摆渡节点和各个区域内的中继节点为运行于区域内部的局部消息摆渡节点中继消息, 共同完成区域间的信息传输。摆渡节点在中继节点处交互区域间的信息, 以至于不再需要摆渡节点之间实现在线协作转发消息。最后, 仿真结果表明GMF-NRA较现有的节点中继算法在网络的平均传输时延和数据交付率方面能获得更好的网络性能。     

机会网络中基于城乡模型的多ferry路由设计*

为更贴近机会网络的实际应用,提出了城乡模型。基于此模型,为了降低网络的平均传输时延,提出了DF(direct-ferry)算法。DF算法是通过调度所有ferry的运动来实现ferry之间的直接通信,从而实现网络的区间通信。通过DF算法和使用中继节点的ferry路由算法的对比,得出DF算法能够有效降低网络的平均传输时延。     

无源感知网络中能耗和延迟平衡的机会路由协议

部署于野外的感知网络在应用时广泛存在节点能量不足的问题,而新型的使用能量收集技术的节点可以通过周期性地从环境中获取能量来延长网络的生存周期.因此,针对使用能量收集型节点的无源感知网络,能耗不再像有源节点网络那样成为制约网络性能最关键的因素.综合考虑能耗和延迟,可以在使节点获得较长生存周期的同时提高数据到达基站的速度.针对现有应用于无源感知网络的路由协议大多不能兼顾能耗和延迟性能的问题,提出了能耗和延迟平衡的机会路由协议（balance of energy and delay opportunistic routing protocol,简称EDOR）.该协议通过分析节点通信过程来估算节点的预期能耗值,使得节点选择令自己能耗较低的邻居节点作为转发候选.在最终确定转发节点时,该协议通过结合候选节点下一跳邻居节点的占空比信息来进行决策,使得发送节点选择能够更快将数据转发出去的候选节点来降低延迟,从而实现能耗和延迟性能的平衡.最后,该协议还通过设计退避策略来实现转发节点的单一性,减少机会路由过程中产生的不必要的数据包副本数量.     

Contention-aware data caching in wireless multi-hop ad hoc networks

This paper studies a challenging problem of cache placement in wireless multi-hop ad hoc networks. More specifically, we study how to achieve an optimal tradeoff between total access delay and caching overheads, by properly selecting a subset of wireless nodes as cache nodes when the network topology changes. We assume a data source updates a data item to be accessed by other client nodes. Most of the existing cache placement algorithms use hop counts to measure the total cost of a caching system, but hop delay in wireless networks varies much due to the contentions among these nodes and the traffic load on each link. Therefore, we evaluate the per-hop delay for each link according to the contentions detected by a wireless node from the MAC layer. We propose two heuristic cache placement algorithms, named Centralized Contention-aware Caching Algorithm (CCCA) and Distributed Contention-aware Caching Algorithm (DCCA), both of which detect the variation of contentions and the change of the traffic flows, in order to evaluate the benefit of selecting a node as a cache node. We also apply a TTL-based cache consistency strategy to maintain the delta consistency among all the cache nodes. Simulation results show that the proposed algorithms achieve better performance than other alternative ones in terms of average query delay, caching overheads, and query success ratio.     

基于移动Agent的无线传感器网络拓扑发现机制

对监测区域中部署的传感器节点的拓扑发现是传感器网络应用的前提,它反映了传感器网络的监测能力。考虑目前拓扑发现算法中能量消耗过多、网络连通性不强等问题,文中结合移动Agent的特点,提出了一种基于移动Agent的无线传感器网络拓扑发现机制,通过建立数学模型,利用相关邻近图（relative neighborhood graph）理论生成网络拓扑。实验结果表明,基于移动Agent的拓扑发现机制相对于当前存在的拓扑发现算法具有很好的稳定性和良好的节能效果,该算法可以解决节点拓扑请求信息讨多导致过多能量消耗的问颢．     

能耗自选演进机制的延迟容忍网络路由算法

为了提高延迟容忍网络中数据投递过程节点能耗管理效率、改善数据在网络中的转发效率等,本文引入节点间能耗博弈模型,进而提出了一种基于能耗自选演进机制的延迟容忍网络路由算法（Efficient Routing Mechanism for Delay Tolerant Network based on Energy Consumption Strategy）,根据泛洪路由策略设计数据投递机制,数据在网络中转发时,节点依据自身能量剩余状态制定相应的投递操作,对首先将数据投递至目的节点的中间节点予以一个单位的奖励,利用节点策略博弈模型选取合理的数据投递操作,以此改善节点转发数据能量消耗,从而提高数据投递能量管理效率,并提高数据转发效率.仿真验证表明：所提算法与对照算法相比在数据投递率、传输时延、网络开销等性能指标上表现出较好效果.     

基于概率优化的水下通道感知能量优化路由

针对水下传感器网络能量损耗较大,延迟较严重的问题,提出一种基于概率优化的水下通道感知能量优化路由（PPUN）。在能量优化上,针对水下节点随机覆盖存在的多余感测覆盖范围所造成的额外能量损耗问题,采用传感器节点数量的概率优化方法,在保证覆盖率和节点连通率的情况下推导出网络所需要的最小节点数目,从减少传感器数目的问题上来优化总体能量。而针对路由的能量损耗问题,在节点的链路规划上采用了通道感知路由算法,考虑了在一定能量损耗阈值条件下的最短节点路径,避免水下节点盲目选择能量损耗较大的最短路径而导致数据转发失败,消耗更多能量。延迟问题抓住主要的解码延迟问题进行了分析并利用HARQ-III方案对延迟时间加以控制。实验对比分析表明,算法采取控制传感器数目和链路规划的方法,在实现能量优化上具有一定优势,延迟控制方案也得到了较好的效果。     

一种空间信息网络缓存决策策略

针对空间信息网络（space information network,SIN）中卫星节点缓存容量有限,且卫星高速移动使得星间链路时变,导致地面用户内容访问延迟增大的问题,提出一种基于人工蜂群算法的空间信息网络缓存决策策略（satellite improved artificial bee colony,SIABC）。首先根据低轨卫星节点链路切换的周期性和可预知性,建立网络分区模型,对空间信息网络的卫星节点进行分区,在此基础上,建立区域节点协作缓存模型,使得整个网络区域内的卫星节点有选择性地缓存不同流行度的内容,同时兼顾区域内节点的协作缓存,从而流行度高的内容缓存在网络边缘。仿真结果表明,与现有缓存机制相比,该缓存策略能够明显提高内容的平均缓存命中率,并显著降低用户的内容访问时延。     

基于滑动缓存的WSN可靠协议及其能耗分析

数据如何以较低的能耗进行可靠传输是无线传感器网络中数据采集亟需解决的问题。基于此,提出一种缓存位置滑动调整的可靠传输协议,该协议基于通信的中间节点缓存数据包,按照通信距离将链路上的节点划分为近源节点和近汇聚节点,根据链路质量动态调整缓存数据包的节点区域,数据包在相应节点区域的缓存呈正态分布。NS2仿真结果与基于马尔科夫链能耗分析结果表明,该协议中数据包的传输时延小于HHRA协议,吞吐量有较大程度的提高。     

能量捕获无线传感器网络中低时延的可靠数据传递

在能量捕获无线传感器网络(EH-WSN)中,采用网络编码(NC)技术可有效提高数据传递的可靠性。已有的研究成果大多采用固定的数据速率(DR)和固定的最大重传次数(MNR),传输时延较高。为了降低传输时延,结合EH-WSN中节点的能量捕获特性和相邻节点之间的无线链路质量,提出一种优化数据速率和最大重传次数的低时延数据传递方案。通过对节点的能量捕获过程和能量消耗进行建模,给出了节点的剩余能量公式;对相邻节点之间的无线链路质量进行建模,推导出节点发送数据包的成功收包率和每个数据包的期望传输次数,进而推导出传输路径上每一跳的传输时延公式;基于优化方程,在节点满足链路收包率条件和剩余能量条件的前提下,对其数据速率和最大重传次数进行优化配置,使得每一跳的传输时延最小。实验结果表明,与采用固定数据速率和固定最大重传次数的数据传递方案相比,所提出的方案具有最小的端到端传输时延。