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.     

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.     

基于改进MAODV协议的WMN的组播路由算法

以基于树的组播路由协议MAODV为参考标准,结合WMN的特点及其对路由的影响,提出了WMN网络中基于链路稳定性的路由选择和基于链路可持续时间预测的组播路由改进算法MAODV-PPS,并进行了相应的数学理论分析和算法流程设计。该算法是在选择路径时比较反映各路径局部拓扑稳定性的路径稳定因子,选取相对稳定的路径转发数据;并在路径维护阶段,通过对路径上相邻节点间的能量变化率来预测链路可持续连接时间,当该时间小于链路断链阈值时,主动激活路由修复。仿真表明：该算法不仅稳定性好,路由跳数少,而且具有较好的网络扩展性和负载适应性,与已有的路径稳定性选择和链路预测算法相比,计算简单更符合实际应用。     

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。     

基于生命期预测的移动Ad hoc网络多径路由策略

在移动自组网中,由于网络节点的移动性和拓扑结构的多态性,多路径路由在稳定性,均衡负载方面优于单路径路由,非常适合Ad hoc网络。考虑到移动自组网中节点能量的局限性,在DSR协议的基础上提出了一种新型的多径路由算法。该算法结合节点路径的能量消耗率,预测出链路的生命期,以求找到多条有效路径并进行传输。仿真结果表明,该协议比DSR具有更好的吞吐量和端到端延迟。     

WIA-PA中基于DSDV的多路径路由协议研究

应用于工业的无线网络有着强实时性和高可靠性的要求,路由协议是WIA-PA网络的关键技术。基于DSDV的多路径路由协议,它采用了基于链路稳定性的路由选择标准和节点不相交路径策略,选择一条最高稳定性的路由传输数据,确定次稳定性、不相交路径作为备份路由。与DSDV相比,多路径算法在网络的稳定性和数据传输的性能上有了显著的提高。     

中心计算的无线传感器网络2-不相交路径路由算法

在多路径路由(multipath routing,MPR)算法中,不相交多路径路由(disjoint multipath routing,DMPR)算法具有更高的可靠性和容错性.DMPR算法面临的主要挑战有2点:不相交路径的选优问题和数据包在不相交路径上的传输问题.针对某些工业应用(例如矿井环境监测)中网络拓扑比较稳定,sink节点运算和存储能力较强等特点,提出了一种中心计算的2-不相交路径路由算法——CCDMPR算法.算法利用全网信息计算出从源节点到sink节点的近似最优2-节点(链路)不相交路径,然后生成仅包含<主父交节点,辅父节点>对和路径比特序列的微路由表并下传到每个节点;针对中心计算方式对链路状态变化的反应迟缓问题,采用了一种中心调度的自适应机制提高路径维护的灵活性.实验结果证明,CCDMPR算法能够显著减小平均路径长度,节省网络整体能量,并能提高数据传输的可靠性.     

Ad Hoc多径路由算法

针对Ad Hoc网络,在分析AODV单径路由协议的基础上,结合路径稳定的衡量——熵,利用路由请求包唯一性和标志位信息,提出一种开销最小节点不相交的多径路由算法ENDMAODV.该算法能够发现多条节点不相交路由路径,并从中选取2条稳定性较好的路径.仿真结果表明,ENDMAODV协议在路径重构次数、分组投送率、平均控制开销和端到端时延方面表现出较优性能,为自组织网络多径路由算法的设计提供了新思路.     

基于博弈理论的无线传感器网络融合路由

主要研究了无线传感器网络路由路径的链路质量及节点剩余能量对网络整体可靠性及能效的影响,提出了无线传感器网络数据融合可靠路由的博弈论模型。该模型的求解属于NP问题,论文还提出了一种基于节点效用进行路由选择的分布式实现算法。仿真结果表明该算法能提高网络路由路径的可靠度和能效性。     

基于能量和链路状态的AODV路由请求转发机制研究

按需距离矢量路由算法(AODV)为移动无线自组织网络(Manet)提供了高效的、扩展性能良好的路由解决方案.然而AODV在选择路径时仅以最短路径和最快响应作为度量准则,并未考虑节点能量、负栽以及链路状态等因素,导致得到的路径并非为最优且节点能量消耗不均衡,降低了网络生存时间.在传统AODV算法基础上,提出了一个改进的路由算法,该算法在路由选择时充分考虑了节点的能量、负载以及节点间的链路状态,可以有效提高网络性能并延长网络生存时间.在NS2平台上的仿真实验结果也显示,所提算法在路由负荷、时延、分组传递率以及节能方面均优于传统AODV算法.     

WSN中基于最大最小化的优化路由算法

无线传感器网络(WSN)由能量受限的节点组成,需要设计路由算法优化节点的能耗。文章以最大化网络生存时间为目标,基于最大最小化模型提出了优化路由算法,定义了数据发送矩阵,设计了转发节点选择机制,以避免路由回路;基于节点收发数据的能耗及剩余能量,设计了求解优化路由的数学规划模型,优化了传感器节点的数据发送路径和发送量,均衡了节点的能量消耗。仿真结果表明,该算法能有效地均衡节点的能耗,延长网络生存时间。     

点对点并行路由算法及容错性概率分析

用概率性分析方法,研究了在结点错误概率性分布的情形下,超立方体网络的点对点并行路由算法,并对算法的容错性概率、路径长度、算法复杂性进行了严格的推导。提出的算法是基于任意给定两个正确结点可以找出n条不相交的路径。分析了算法保证一条或多条路径同时联通的概率达到99.99%时结点的错误概率上界,同时考虑了两点间的海明距离变化,得出了较好的理论结论与计算结果。方法为研究超立方体网络容错性与并行路由算法提供了一种新的途径与新的考虑角度,具有更一般与更接近实际的意义。     

一种适合低连接度拓扑的集中式保护路由机制

在集中式路由中,由路由控制平台统一计算路由表进行分发,路由器不再具备决策能力,需要预先构建一种具备保护功能的路由机制,使得路由器的下游路径失效后都有立即可用的备份路径,确保报文的最小损失,已有的集中式保护路由机制在低连接度拓扑上保护效果不佳.为了解决该问题,提出了一种适合低连接度拓扑的集中式域内保护路由机制,允许失效处的相邻节点在没有可用路径时将报文返回至其上游节点,由有可用备份路径的上游节点通过备份路径发送,确保单个节点或连接失效后报文的最小损失.证明了为给定拓扑构建最优保护路由的问题是一个NP-hard问题,并且提出了解决该问题的三阶段启发式算法.在各种类型的拓扑中验证了启发式算法的性能.实验结果表明,该方法优于已有保护路由方案.     

自适应路由算法优于确定性路由算法

在研究并行计算机系统的容错时。自适应路由算法是一个极为重要的研究课题．它是在网络结点出错时，算法通过可选择的路径进行路由．在每个结点具有独立的出错概率的模型下，研究Mesh网络上自适应路由算法和确定性路算法的性能．本文提出的技术使得我们能严格地推导出路由算法的成功的概率，从而能分析和比较算法的性能．研究结果表明自适应路由算法具有明显的优势：一方面确定性路算法需要全局错误信息而变得高效性，另一方面自适应路由算法对于结点出错和网络规模具有更好的健壮性而具有更高的成功概率．     

基于空洞模型的地理位置路由改进算法研究

针对现有WSN中地理位置路由遇路由空洞后会产生冗余路由的问题,提出一种基于感知空洞形状的分段贪婪路由(Easy Modeling Greedy Routing,EMGR)算法。EMGR引入虚拟坐标概念,利用空洞边界探测包收集空洞边界节点信息,将其映射到虚拟坐标系中;根据空洞边界节点在虚拟坐标系的不同分布,定义凹、凸域来概括路由空洞形状;根据不同的空洞形状找到合适的中转节点,采用分段贪婪路由方式传输数据。仿真实验结果表明,相较于GPSR算法,EMGR算法产生的路由跳数减少了35%,网络能耗低,路径扩张率和网络时延小。     

星形网络的容错并行路由研究及概率分析

对具有错误结点的星形网络中的点与点之间的容错并行路由问题进行了研究,提出了一种新的具有容错能力的点对点的并行路由算法。严格证明了新算法的正确性,讨论了新算法的时间复杂度,并对新算法所找到的路径的长度进行了分析。用概率分析的方法对新算法的容错性概率进行了严格地推导,计算出概率的上下界。     

基于关键网络状态的域内路由可用性研究

业界通常采用路由保护方案来提高域内路由可用性.然而已有的路由保护方案存在下面两个方面的问题:a)没有考虑网络中链路的失效概率,同等对待网络中所有的链路,事实上在互联网中,不同链路的失效概率是不同的,因此应该在路由保护方案中考虑链路的失效概率;b)将保护链路的数量作为设计目标,事实上方面某些链路出错的概率非常低,保护这些链路反而会增加开销,而另一方面某些链路出错的概率非常高,需要重点保护这些链路.因此应该将路由可用性作为路由保护方案的设计目标.针对上述两个问题,提出了一种基于关键网络状态的域内路由保护方案(RPBCNS),该算法首先通过链路失效概率计算出所有的关键网络状态,然后在每种关键网络状态下计算节点对之间相应的路径,保证节点对之间路径的多样性,从而使得尽可能多的节点对满足路由可用性需求.仿真实验将RPBCNS算法与主流算法ECMP、DC、path splicing分别在三个真实网络中进行对比,在网络可用性和节点对可用性满足率上RPBCNS的性能明显优于其他三种算法.仿真结果表明,RP-BCNS不仅具有较高的网络可用性,并且能够使得尽可能多的节点对满足路由可用性目标,更符合实时应用的实际需求.     

一种链路不相交的多约束QoS路由算法

为提高网络路由可靠性,改善网络资源利用率,提出一种满足多个QoS约束的基于链路保护机制的路由算法.该算法首先通过图论的有关性质找到满足给定约束条件的节点对间的全部路径,并在此基础上利用邻接矩阵的方法得到其最短链路不相交相似路径,最后赋以算例分析.结果证明,该算法在减小网路传输时延方面有一定的优势,对于高实时性网络应用有更好的优化作用.