一种可调节转发区域的水下传感器路由

水下无线传感器网络路由是水下物联网重要组成部分,可靠高效节能是水下无线传感器网络路由最关心的问题;针对水下无线传感器网络节点路由中能量消耗不均衡和过多冗余转发增加能耗而导致水下无线传感器网络生存周期缩短的问题,提出一种可调节转发区域的水下传感器路由协议(ESAFDBR);ESAFDBR路由协议考虑了当前节点深度和剩余能量,还考虑节点两跳邻域内信息,以这种方式有效减少网络遇到空洞的可能性,平衡网络能量;此外,为抑制冗余节点参与转发,设计划分转发区域,并可根据节点密集程度自适应调整划分区域,有效地提高网络性能.     

低能耗无线传感器网络路由算法

由于传感器网络中的节点能量受限,因此如何减少节点的能量开销成为路由协议的研究目标.文中提出了一种低能耗的双层数据分发(An Energy-based Two Tier Data Dissemination Model, E-TTDD)算法.该算法采用斜格组建单元,把源节点和汇聚节点附近的转发节点连接成一条直线,然后在以这条直线为中心以一定间隔的两条平行线之间搜索转发节点,从而使查询路径的能量开销降低.最后用Matlab进行性能仿真.结果表明,E-TTDD算法与原有TTDD算法相比,能量开销降低了3倍,同时延长了网络生存周期.     

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。     

无线传感器网络中基于多属性决策的数据转发算法

如何在严格的能量约束下均衡传感器节点能耗、延长网络生存时间是无线传感器网络数据转发研究中的一个难题.利用多属性决策理论提出了一种基于多属性决策的数据转发(multiple attribute decision making based data forwarding, MadmDF)算法来解决该问题.MadmDF算法综合评价备选数据转发节点的属性信息,从中选择最优邻居节点进行数据转发,使网络数据流量得到了合理的分配,从而均衡了网络能耗,延长了网络生存时间.仿真结果表明该算法与同类数据转发算法相比具有一定优越性.     

无线传感器网络节点部署算法的优化研究

研究无线传感器网络的部署.无线传感器网络中靠近基站的传感器节点因需要转发其它节点的数据而消耗更多的能量,导致出现能量空洞,使网络生命过早地结束.为了避免能量空洞的形成,延长网络寿命,提出一种高效的节点部署算法.算法以最优工作节点数、中继节点部署方案和节点传输距离作为约束条件,以最大网络效率为优化目标进行研究.仿真结果表...     

基于剩余能量的无线传感网路由算法设计

小规模、分布集中的WSNs(Wireless Sensor Networks,无线传感器网络)适宜采用平面路由协议,但在平面路由协议中,传统的洪泛路由算法以广播的方式在整个网络中传输查询请求和查询结果数据帧,消耗了较多的传感器节点能量,导致节点过早失效.论文对传统的洪泛路由算法进行改进,提出并实现了一种节能路由算法BRE-Flooding(Based on the Remaining Energy Flooding,基于剩余能量的洪泛算法).在算法中,节点依据剩余能量决定是否接收和转发数据帧;节点维护由剩余能量、距离网络中聚合节点(Aggregation Node)的跳数等信息组成的邻居路由信息表,并依据数据帧中表示该查询请求关键程度的属性,结合邻居路由信息表动态确定向哪几个(或全部)邻居节点转发数据帧.经实验仿真,表明所提算法在节省节点能量消耗及网络负载均衡方面具有较好的表现.     

轻量级的无线传感器网络选择性转发攻击检测

为了抵抗无线传感器网络(WSNs)选择性转发攻击,提出一种轻量级的无线传感器网络选择性转发攻击检测方案(LSFAD).LSFAD方案通过计算并比较路径的平均丢包率和路径的正常丢包率检测选择性转发攻击路径,通过计算每个节点的平均丢包率和正常丢包率检测定位恶意链路.LSFAD方案设计简单,不需要任何监听节点,不需要任何复杂...     

拍卖博弈模型在无线传感器网络路由中的应用研究

为了提高无线传感器网络数据转发的可靠性及能量利用率,本文基于拍卖博弈建立了拍卖路由博弈模型,并提出一种进行转发节点选择的价格路由博弈算法.在算法中潜在的转发节点为了从发送节点获得虚拟货币而相互竞争,发送节点根据各个转发节点的标价选择最佳转发节点.实验仿真表明拍卖路由博弈模型的合理、有效,提出的价格路由博弈算法能够降低节点的能量消耗,延长网络的生命周期.     

分层式非均匀节点布置的能耗均衡策略

无线传感器网络中,大量的传感器节点检测的数据需要转发给基站.但是由于节点本身能量十分有限,有时需要多次转发才能到达基站.由于转发机制的存在,在基站附近的节点除了转发本身检测的数据外,还要大量转发远离基站的外层节点的数据,这使得基站附近节点负载过重而提前死亡,导致基站附近形成”能量洞”,最终导致网络死亡.针对这个问题,提出一种新的非均匀节点布置策略:调整网络的节点密度布置结构、增加内层节点的密度以分担内层节点负载,从而避免”能量洞”,提高网络的能量利用率.本文的策略通过NS2仿真平台加以实现.仿真结果表明本策略针对”能量洞”问题是有效的、能够有效提高网络的能耗均衡性.     

基于节点运动的机会网络路由算法

机会网络利用节点移动带来的接触机会传输数据,数据在节点运动过程中捎带转发,保证了节点独立性,但会给数据传输带来影响.以节点的运动特性为切入点,设计了基于运动的机会网络路由算法.综合考虑数据传输、数据内容以及应用需求等因素,设计了数据转发优先级评价模型,结合节点活动区间划分方案制定数据传输规则;设计了差异化副本传输策略,在数据传输效率和系统开销之间取得折衷;考虑了节点活动范围、中心度及能量水平,构建了运动自由度函数评估节点运动水平.在此基础上设计了效用函数,选择中继节点转发数据.仿真结果表明,该算法能够在满足传输要求的同时限制网络开销,提高分组投递率,降低传输时延.     

机会网络数据收集中的转发控制

针对机会网络中由于节点移动、网络稀疏等各种原因通常导致网络拓扑动态变化大,消息源节点到汇聚节点之间往往不存在稳定的端到端的通信链路,提出了一种基于偏好顺序决策法(the technique for order preference by similarity to ideal so-lution,TOPSIS)的数据收集策略(data gathering based on the TOPSIS,DGT)。DGT策略根据节点的剩余能量、感知节点到汇聚节点的距离以及传感器节点的连通变化,采用TOPSIS评估选择下一跳中继节点。仿真实验表明,与现有的几种典型转发控制机制相比,DGT策略在保证较低传输延迟和较高传输成功率的基础上,通过减少节点间的转发次数,降低了网络传输开销。     

Impact of sensing coverage on greedy geographic routing algorithms

Greedy geographic routing is an attractive localized routing scheme for wireless sensor networks due to its efficiency and scalability. However, greedy geographic routing may fail due to routing voids on random network topologies. We study greedy geographic routing in an important class of wireless sensor networks (e.g., surveillance or object tracking systems) that provide sensing coverage over a geographic area. Our analysis and simulation results demonstrate that an existing geographic routing algorithm, greedy forwarding (GF), can successfully find short routing paths based on local states in sensing-covered networks. In particular, we derive theoretical upper bounds on the network dilation of sensing-covered networks under GF. We also propose a new greedy geographic routing algorithm called Bounded Voronoi Greedy Forwarding (BVGF) that achieves path dilation lower than 4.62 in sensing-covered networks as long as the communication range is at least twice the sensing range. Furthermore, we extend GF and BVGF to achieve provable performance bounds in terms of total number of transmissions and reliability in lossy networks.     

机会网络中高效的文件传输机制UH-EC

为高效地在机会网络中进行文件(音、视频)传输,提出一种基于节点性质特征的编码与效用值混合的路由算法UH-EC。将源文件编码成较小数据块,在节点的下一跳转发选取上采取基于节点特征的效用值,不断寻求转发能力强的节点承担转发任务,直到数据转发到目的节点。理论分析与仿真结果证明,与经典的H-EC路由算法相比,该算法能有效降低网络开销、分组端到端时延与黑洞节点对文件传输成功率的影响。     

无线多媒体传感器网络高效快速恢复路由协议

无线多媒体传感器用途广泛, 但往往由于部署在陌生的环境中, 容易造成传感器工作不稳定甚至失效. 因此本文提出了一种用于无线多媒体传感器网络的高效快速恢复协议, 它以目的路由的方式, 通过有选择地转发RREQs, 有效减少路由建立开销并高效地完成路由寻找. 每个节点都建立了多条到SINK节点的路径, 当节点失效时, 立即从另外一条路径转发数据, 避免重新建立路由开销. 仿真实验表明, 本算法增加了网络的稳定性和延长网络生存时间.     

信息物理系统基于空间相关性的数据传输*

提出一种基于节点间空间相关性的数据传输策略SCDF,根据空间相关性,各个节点间感知自身到目的节点的距离,并依此来计算传输概率值。节点传输概率即感知节点把消息传递给目的节点的可能性,它是消息传递时选择下一跳的重要依据。仿真模拟实验表明,与现有的直接传递(DD)算法和Epidemic算法相比,SCDF能以较低的数据传输开销和传输延迟获得较高的数据传输率。     

REMUDA: 一个实用地无线传感网络拓扑控制和数据转发机制

In wireless sensor networks, topology control plays an important role for data forwarding efficiency in the data gathering applications. In this paper, we present a novel topology control and data forwarding mechanism called REMUDA, which is designed for a practical indoor parking lot management system. REMUDA forms a tree-based hierarchical network topology which brings as many nodes as possible to be leaf nodes and constructs a virtual cluster structure. Meanwhile, it takes the reliability, stability and path length into account in the tree construction process. Through an experiment in a network of 30 real sensor nodes, we evaluate the performance of REMUDA and compare it with LEPS which is also a practical routing protocol in TinyOS. Experiment results show that REMUDA can achieve better performance than LEPS.     

CHEMAS: Identify suspect nodes in selective forwarding attacks

Selective forwarding attacks may corrupt some mission-critical applications such as military surveillance and forest fire monitoring in wireless sensor networks. In such attacks, most of the time malicious nodes behave like normal nodes but will from time to time selectively drop sensitive packets, such as a packet reporting the movement of the opposing forces, and thereby make it harder to detect their malicious nature. In this paper, we propose CHEMAS (CHEckpoint-based Multi-hop Acknowledgement Scheme), a lightweight security scheme for detecting selective forwarding attacks. Our scheme can randomly select part of intermediate nodes along a forwarding path as checkpoint nodes which are responsible for generating acknowledgements for each packet received. The strategy of random-checkpoint-selection significantly increases the resilience against attacks because it prevents a proportion of the sensor nodes from becoming the targets of attempts to compromise them. In our scheme, each intermediate node in a forwarding path, if it does not receive enough acknowledgements from the downstream checkpoint nodes, has the potential to detect abnormal packet loss and identify suspect nodes. We explore the feasibility of our detection scheme using both theoretical analysis and simulations. The simulation results show that our scheme can achieve a high detection rate, even in harsh radio conditions. The communication overhead incurred by our scheme is also within reasonable bounds.     

一种引入阈值的Ad Hoc网络分级转发指针的位置管理策略

在移动Ad Hoc网络中,由于网络具有自组织性和节点的频繁移动,也就使得网络的拓扑结构频繁变化。随着节点数目的增加,网络的开销迅速增大,这就直接影响到网络的可扩展性。目前,在移动Ad Hoc网络中越来越多的引入了位置管理的策略,以达到减少网络开销的目的。引入分级转发指针和阈值的思想,提出了一种新的位置管理策略。通过与其他策略的方针比较,证明其在性能上具有更好的可扩展性。