无线链路质量突变性感知的机会路由协议

现有无线链路空间相关性感知的机会路由度量无法感知链路突变性。针对该问题,提出了能够同时感知无线链路空间相关性和突变性的机会路由测度μETX。在此基础之上,提出了基于μETX的机会路由算法ORALB。ORALB充分利用了无线链路空间的相关性,选择相关性较低的节点作为转发节点集;同时又能感知无线链路突变性,避免了选择传输开销较高的无线链路。仿真结果表明,与其他相关机会路由相比,ORALB可以有效减小数据包的传输开销,提高传输可靠性。     

无线传感器网络能量高效数据收集的分簇算法*

传感器网络所具有的集中式数据收集、多跳数据传输、多对一流量模式这三种特征会造成漏斗效应的出现,这会导致严重的包碰撞、网络拥塞、包丢失,甚至拥塞崩溃,还会导致能量消耗的热点出现,使某些节点甚至整个网络过早死亡。利用感知数据的空间相关性,将相邻的节点分组,每组选出一个簇首作为整个组的代表,将其传送给基站来缓解漏斗效应问题。在CAG算法的基础上利用感知数据的空间特性提出了一个改进的节点分簇算法,该算法可以有效减少簇首数量,从而降低传输能量消耗。实验结果也验证了算法的有效性。     

基于概率阈值通信感知的WSNs目标跟踪算法

针对移动Sink节点目标跟踪定位时间长,能耗大等问题,提出基于概率阈值通信感知的WSNs目标跟踪算法。采用离散数据传输方式,并定义目标信息传输概率阈值来确定是否将节点当前位置信息由传感器节点传输到Sink节点。若当前位置信息不传输到Sink节点中,则使用最近一次通报的目标位置信息进行目标定位。然后开启目标周围相关传感器节点来有效降低算法数据传输量,并保持足够的定位精度。仿真结果显示：该方法比预测跟踪算法降低数据传输量87%左右,比动态目标跟踪算法降低跟踪时间33.7%左右。     

无线传感器网络中基于模型拟合的可信近似查询处理算法

无线传感器网络的一个重要应用是可信地查询网络中所有节点的监测数据.目前,多数研究主要集中在如何利用节点之间的时空相关性,节省能量地查询感知数据.但是这些方法的查询结果不能满足某些应用对数据的高可信要求,也不能适用于节点之间不存在空间相关性或空间相关性不稳定的情况.针对这一问题,提出了基于模型拟合的可信近似查询处理方法.该方法在感知数据集合上寻找具有最小数据传输比的拟合模型,通过传输模型及其参数来代替传输实际的监测数据.理论分析和实验结果证明,基于模型拟合的可信近似查询处理方法不仅能够节省大量能源而且能够返回满足用户精度要求的可信查询结果.     

一种多向链路感知的车载Ad Hoc网络传播协议

为了提高车辆自组织网络（Vehicular Ad Hoc Network,VANET）的数据传输效率,并使车辆间的数据通信能够持续进行,提出一种多向链路感知的车载Ad Hoc网络传播协议。为了保证车辆节点在执行通信任务的过程中实现数据的持续传输,防止通信链路频繁断连影响传输质量,提出了车辆网络的时间关联模型来讨论车辆间的速度差与通信持续时间的关系。为了缩短VANET中用于数据传输任务的总时间,协议基于改进蚁群的方法进行了多向链路感知,从而寻找在保证通信需求时间下的最短传输路径。实验结果分析表明,相比基于改进地理信息路由和基于优化链路状态路由的VANET数据传输算法,该算法的数据传输任务完工时间分别缩短了38.4%和27.3%,平均传输延迟分别降低了25.5%和12.1%。     

延迟容忍移动传感器网络中基于选择复制的数据传输

提出了一种基于选择复制的动态数据传输策略SRAD(selective replication-based adaptive data delivery scheme),基本思想是把消息(message)动态的复制给更有可能与汇聚点(sink node)通信的传感器节点.SRAD由数据传输和队列管理两个主要部分组成:前者根据Random Waypoint随机运动模型下不同时刻各传感器节点传输概率的大小进行数据消息的传输;后者通过消息的生存时间ST(survival time)值决定队列中消息传递的优先顺序和丢弃原则,以进一步降低网络传输能耗.模拟实验结果表明,与现有的几种DTMSN(delay tolerant mobile sensor networks)数据传输算法相比,SRAD的网络寿命相对较长,且它能以较低的数据传输能耗和传输延迟获得较高的数据传输成功率.     

基于节点紧密度中继转发的移动延迟容忍传感网传输算法

为解决移动延迟容忍传感网存在的时延突出、超宽带传输性能不佳等问题,提出了一种基于节点紧密度中继转发的移动延迟容忍传感网传输算法。引入邻域节点数量作为指标,以评估节点相遇概率,将节点相遇过程优化为邻域节点覆盖问题,以提升网络对节点相遇过程的感知能力。采用邻域节点重复覆盖数量作为判定依据,以评估节点运动性能,设计了基于紧密度的节点相遇感知机制,对节点运动活跃程度进行感知,增强节点对相遇过程的感知能力,有效提高下一跳目标节点的链接质量。基于马尔科夫评估机制,采用连接状态转移矩阵来评估节点链接概率,优选链接性能较高的节点作为下一跳节点,以优化源节点与目的节点间链路,增强链路对高带宽传输环境的适应能力。仿真结果表明,与基于分簇机制的传感网节能传输算法和基于低时延机制的传感网传输编码算法相比,所提算法具有更低的平均端对端时延和链路累计中断次数,以及更高的全网传输带宽。     

一种基于网络编码的机会社会网络路由算法

为了解决机会社会网络中数据传输成功率低、平均传输延迟大等不利因素,文章提出一种基于网络编码的机会社会网络路由(OSN-NC)算法,OSN-NC路由算法的中间节点只将目标节点相同的编码数据包进行再次编码,因此这样可以降低全局编码系数数量和高斯消元的复杂度,增加数据传输的可靠性。社区内我们采用PROPHET和网络编码相结合的消息传输策略,将编码数据包传输给网络中相遇概率值更大的下一跳转发节点,直到遇到目标节点。在社区间我们选择累积相遇概率值大的节点作为编码节点完成消息的转发,直到遇到具有相同社区的中间节点后采用社区内消息传输策略。仿真结果表明,OSN-NC算法在提高网络吞吐量和数据传输成功率、降低平均传输时延等方面具有明显的改善。     

云计算中的数据放置与任务调度算法

在海量数据的云计算中,通常面临着数据传输时间长的问题.针对目前大多数数据放置与任务调度算法存在的副本静态性和传输标准精确度的不足,提出了一种动态调整副本个数、以时间作为衡量数据传输标准的数据放置与任务调度算法.该算法根据数据访问频率和存储大小,动态地调整副本个数,一方面减少了低访问率副本对存储空间的浪费;另一方面也减少了高访问率副本所需跨节点传输次数.考虑到节点间网络带宽的差异性,确定以数据传输时间作为传输衡量标准,提高了传输标准的精确度.实验结果表明,除了任务集和网络节点均较少的情况外,该算法均能有效地减少数据传输时间,甚至在任务集合和网络节点较多的情况下,能减少近50%的传输时间.     

机会网络中面向周期性间歇连通的数据传输

提出一种在机会网络中基于周期性间歇连通的数据传输策略PICD(periodic intermittently connectedbaseddata delivery in opportunistic networks).通过有效利用节点间的周期间歇连通性改善数据传输性能.节点传输概率的计算则充分考虑了其与汇聚点间存在的间歇多跳路径,并将其与消息容忍的传输延迟相结合.首先,采用随机动态规划的方法建立与延迟相关的传输概率模型;然后,通过基于多跳的函数空间迭代法求出一个周期内的与延迟相关的传输概率分布矩阵;节点面向不同消息延迟的传输概率则基于分布矩阵计算获得,以此作为选择下一跳的依据.与延迟相关的概率转发机制提高了消息在容忍的延迟内被成功递交的可能.仿真实验结果表明,与现有的几种数据传输算法相比,在节点具有循环运动特征的环境下,PICD具有较高的数据传输成功率和较低的递交延迟.     

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.     

基于相遇概率时效性和重复扩散感知的机会网络消息转发算法

在机会网络中,为了更合理地选择消息传输中继节点并提高消息投递效率,设计了消息转发效用,并给出了对应的消息副本转发算法。首先,从节点历史相遇信息入手,重点分析了节点的间接相遇概率及其对应的时效性问题,提出了评估相遇信息价值的时效指标;然后,结合节点运动相似性分析了消息重复扩散问题,并提出节点移动偏离指标,用于评价节点重复扩散消息的可能性。仿真实验结果表明:与Epidemic、ProPHET、Maxprop和SAW(Spray And Wait)算法相比,综合考虑投递成功率、开销和延时指标,所提算法表现出了更好性能。     

基于方向预测的移动自组网概率转发算法

移动自组网中传统的路由算法大多采用拉网式的盲搜索,导致路由开销较大,针对这一问题,提出一种基于方向预测的概率转发算法。该算法通过监听网络中传输的各种数据包,从中提取节点ID和时间信息,这些信息反映了到目的节点的距离;在此基础上,计算节点的转发概率,并根据网络的变化自适应地调整,使得路由过程始终沿着目的节点所在方向进行,限定了搜索区域。仿真结果表明,该算法的路由开销比洪泛降低了70%,比经典概率转发算法降低了20%,提高了网络性能。     

无线多跳通信网络中基于贝叶斯概率模型的消息转发机制研究

无线多跳通信网络依赖多节点中继实现信息传输,因不需要依赖预先架设的基础设施而成为军用及民用领域等特殊应用场景下的重要通信方式。为了能在复杂及恶劣环境下组网,信源节点往往采用全网广播路由请求分组RREQ的泛洪方法,以提高多跳转发路径构建成功率。然而,全网泛洪广播产生消息的冗余转发和重叠效应引起节点能耗的上升和信道利用率的下降,导致分组碰撞与网络拥塞概率的上升,严重时可能造成网络瘫痪而失去效用。本文基于贝叶斯概率论设计了无线多跳通信网络的消息转发模型,通过计算节点密度和后验概率在保证网络连通性的条件下减少不必要的消息转发。基于NS2的仿真结果表明,本文所提出的基于贝叶斯概率模型的消息转发机制能够有效减小广播分组的重播次数。相比于同类算法,在基本保证网络吞吐量的前提下,可以有效降低能量消耗、路由开销,并提高分组成功交付率,从而为未来广域大规模动态多跳网络部署提供技术支撑。     

城市车载自组织网络中带有冲突估计的节点转发策略

针对目前城市环境中车载自组织网络车辆节点分布不均衡引起的消息传递冲突率高、传递效率低、路由可靠性差等问题,在IF(Irresponsible Forwarding)算法的基础上提出一种带有冲突估计的节点转发策略(NFCE算法)。收到消息的车辆节点首先确定自身的转发冲突概率,在不超过一定门限值的条件下,再根据节点的密度、通信半径大小以及到源节点的距离来确定自己的转发概率,最终概率大的节点优先转发消息。仿真结果表明,相比于其他算法,NFCE算法降低了节点传递冲突率,其路由有更高的效率和可靠性,特别在车辆密度较大时NFCE算法有明显的优势,更适合应用在城市环境中。     

一种基于象限转发概率的地理多播协议

针对三维空间中移动自组网的地理多播问题进行了研究,为降低传输开销并提高多播成功率,提出了一种新的基于象限转发概率的地理多播协议。该协议以发送节点为原点建立笛卡尔坐标系簇,根据转发节点与目标区域的相对位置将三维空间划分为四类转发区域,并为不同区域中的转发节点指派合理的转发概率。该协议实现了方向性转发和概率转发的综合运用,既考虑了目标位置的方向性以节省传输开销,又加入了概率广播以提高成功率。通过仿真实验与协议对比,该协议能够在保证地理多播成功率的情况下,减少传输开销,具有较好的可扩展性。     

Multi：DTN中一种自适应的消息转发算法

为了充分利用DTN中各节点资源,减少Epidemic Routing、spray and wait中不区分各节点资源不同,提出了一个基于节点密度、节点运动速度、生存期、节点缓存大小诸多因素,来进行消息转发的算法multi。通过仿真实验表明,multi算法较Epidemic Routing、spray and wait算法在消息成功传输率、平均延迟、网络开销、消息在缓存中滞留的时间上都有明显改善。     

基于公交轨迹和定位信息的地域群播算法研究

传统的地域群播算法大多数在WSN中使用,没有考虑到道路路网和车辆轨迹信息,没有很好地适用于车联网中的群播需求。基于目前的一些商业需求,引入了公交车的轨迹信息,提出了一种基于公交轨迹的地域群播算法。第一阶段先建立公交节点的轨迹树以及相遇模型,再根据相遇图计算公交节点对目标区域的消息转发能力,选择具有更高消息转发能力的节点转发消息到目的区域。第二阶段使用稳定性指数来估计两辆车的稳定性,在目的区域的每条街道上建立一个车辆集,通过建立和维护车辆集达到群播的目的。在联合仿真平台SUMO和OMNET++下仿真,其实验结果分析表明,随着车辆数目增加,该算法在维持高的数据包投递率情况下可以将整网的传输开销降低,达到预期的目标。     

实时响应物联网中基于查询的数据转发方案

在许多基于传感器网络技术的物联网应用中,用户需要快速的查询响应,比如智能交通物联网应用中,行驶在路上的司机即时查询附近的空停车位信息.如何为此类物联网设计一种符合传感器网络特性(如能量有效等)的快速数据转发方案是一项重要的挑战性工作.已有的传感器网络实时数据转发协议大都因未解决好转发断路带来的额外开销、孤立节点处理耗时、难以适应网络拓扑动态变化等关键性问题而未取得理想的实时性效果.为此,该文提出一种新的基于查询的快速数据转发方案,利用查询消息为每个传感器节点建立最快速的数据转发路径(有向无环图),此外文中给出的综合路径代价模型可以均衡网络能量和减少网络拥塞延时,最后设计了贪婪的分布式数据转发算法及其改进算法,并用仿真实验验证了该方案的有效性和高效性.     

Utility-aware data transmission scheme for delay tolerant networks

Social-based routing approaches in delay-tolerant networks have attracted widespread attention in recent years, which attempt to import social behaviors and relations in real scene for node mobility. However, most social-based schemes resort to users’ contact history and social relations that are dynamic, causing it so hard to establish stable relations between nodes. In this paper, we propose a utility-aware data transmission scheme which considers both internal property and external contact of nodes. Inspired by the concept of transfer station in real life, we set a central group and choose nodes for message forwarding, which have higher utility, i.e., enough energy, adequate cache, and more nodes encountered during the motivation. Two extensions are proposed also to further reduce the overhead. Simulation results demonstrate the increase in delivery ratio and decrease in overhead ratio, especially in large scale scenarios.