基于投递概率预测的DTN高效路由

在延迟容忍网络中,基于配额的多拷贝路由通过对消息拷贝数量的限制来控制开销,如何在控制开销的前提下尽可能提高消息投递成功率是其需要解决的关键问题.文中首先分析了提高消息投递成功率的配额分配策略,然后据此提出一种基于投递概率预测的配额路由算法.该路由算法根据节点的本地信息预测到其它节点的投递概率,在复制消息时,根据节点间投...     

车载自组网信息交互最大流传输优化策略

在智能车联网中,多用户请求大量数据资源时存在传输不稳定的问题。为此,在车辆节点移动环境下提出集合覆盖最大流(SCMF)算法。利用集合覆盖方法考虑更多请求细节并分析最优化随机需求模型,优化信息资源共享和数据传输过程,保证车辆与无线访问节点及车辆之间信息交互以最大流效率传输,快速稳定地处理客户大数据资源请求。实验结果表明,SCMF算法能够以较少的网络开销和传输延时获得较高的传输效率,提高网络资源利用率和综合性能。     

DTN中基于节点价值的效用路由算法

为了解决延迟容忍网络(DTN)中传统路由算法中消息被分配的网络资源不均衡及节点负载不均衡问题,结合消息效用值提出了一种基于节点价值的效用路由算法。算法根据动态改变的消息效用值选择最高优先级的消息(具有最小TTL和到目的节点最短距离的消息)进行转发,以使得为每个消息分配的网络资源相对均衡;同时,根据节点的价值(与节点速度和剩余缓存有关)选择下一跳节点,以平衡每个节点的负载;另外,算法还采用了一定的消息管理机制及时清除缓存空间。通过仿真实验及性能分析表明,该算法在传输成功率、传输延迟和网络开销上都有明显的改善。因此,通过充分利用网络资源提高了算法的整体性能。     

基于预期移动行为的校园机会网络路由机制

针对校园机会网络较少考虑节点未来移动行为的问题,提出基于预期移动行为的路由机制。基于人类动力学知识预测节点访问各兴趣域时间长度并归一化处理,利用时间比度量节点访问对应兴趣域的概率,以向量形式描述节点预期移动行为;基于最优节点选择算法,将消息投递到与目的节点预期移动行为相似度高的中继节点,直到目的节点。实例仿真计算结果表明,该路由机制在节点密度大、缓存受限条件的校园机会网络中可以提高路由性能,降低网络开销。     

带协作式监视节点的安全VANETs路由算法

车载网VANETs(vehicular ad hoc networks)的路由协议中总是存在VANETs恶意节点试图破坏消息的正常传递。为此,对车载网无信标路由算法BRAVE(beacon-less routing algorithm for vehicular environments)进行改进,提出一种带协作式监视节点的安全路由算法S-BRAVE。在公钥基础设施PKI(public key infrastructure)的基础上,引用证书交互策略,对消息加载证书并传递过程中进行验证;在路由协议中设置协作式监视节点监视消息的传递,如消息不能传递到目的节点,该节点将担任传递消息的任务,同时调整BRAVE内消息格式使得S-BARVE能防御选择性转发攻击;将S-BRAVE与BRAVE协议在分组投递率、开销和端到端时延等性能方面进行对比。实验结果表明,S-BRAVE的分组投递率提升50%,考虑到开销和时延等方面,S-BARVE适用于大范围节点密集环境。     

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。     

面向城市环境VANETS的基于beacon控制的路由协议

车载网络(Vehicular ad hoc networks,VANETs)是一种特殊形式的网络,具有节点高速移动、拓扑频繁的变化的特性,这些特性为消息的传播带来挑战,路由机制是实现消息传递的关键因素;地理位置路由被广泛地应用于VANETS,要求节点周期广播beacon消息;然而,节点周期地广播beacon消息,降低了路由性能,特别是在城市区域,由于节点密集,每个节点均广播beacon消息,恶化了路由性能;为此,针对城市环境,提出基于beacon控制的路由协议RPBC(Routing protocol with beacon control);在RPBC中,并非每个节点广播beacon消息,而设置有效的机制选择部分节点广播,从而降低了beacon冗余,同时,采用最短路径算法,减少数据传输跳数;仿真结果表明,提出的RBPC在分组投递率、端到端传输时延以及路由开销方面均有较好的性能。     

DTN中基于消息综合属性的缓存管理策略

延迟容忍网络(DTN)区别于传统Internet网络,无法提供稳定端到端的连接,因此采用“存储-携带-转发”路由机制进行数据传输,而这使得消息需要长时间驻留在节点的缓存中.由于节点的缓存空间和处理能力受价格、体积和功耗的限制,因此如何对缓存进行管理成为影响路由性能的重要因素.本文根据Spray and Wait路由算法的特点,提出一种基于消息综合属性的缓存管理策略(Buffer Management Strategy Based on Message Comprehensive Attributes, MCA-BMS).该策略综合考虑消息大小、消息生存时间和消息副本数3种消息属性,确定消息的优先级,并根据优先级对消息进行转发和丢弃,同时增加了ACK确认机制,删除冗余消息,提升网络资源利用率.仿真结果表明,MCA-BMS缓存管理策略能够在消息投递率、网络开销和消息传输时延方面有明显的提升.     

基于节点相似性的容延/容断网络路由算法

针对容延/容断网络(DTN)网络的时延高、割裂频繁,以及节点缓存和能量受限等网络特性,为提高容延网络的传输率,同时降低网络开销和网络时延,提出了一种基于节点相似性的容延网络路由算法(RABNS)。该算法利用历史相遇信息预测节点未来相遇概率,并且把历史相遇的节点录入为集合,利用集合的交集运算来评估一对相遇节点的相似性,并以此为判定条件控制网络中的副本数量。在模拟器The ONE上采用RandomWaypoint运动模型进行仿真,其中RABNS在消息投递率方面优于PROPHET,网络负载约为PROPHET的50%,较大程度上提高了网络资源利用率;平均时延稍高于Epidemic但低于PROPHET,节点缓存空间大小对算法的平均跳数影响不大,且RABNS的平均跳数约为PROPHET的一半。仿真结果表明,RABNS能有效地限制消息洪泛,获取更高的消息投递率、更低的网络开销和数据时延,因此尤其适用于节点存储空间有限的DTN环境和具有群居特性的社交容延网络中。     

基于社交关系的移动机会网络路由算法

在基于节点社交信息移动机会网络路由算法的设计中,存在不能有效平衡数据的传输成功率与平均传输时延的问题。为此,提出一种基于社交关系的路由算法。利用改进的桥接中心度重新评价节点的异质中心性,通过引入社区内的转发判别因子加快社区内消息的转发,结合带有老化机制的Simple社区识别算法选择转发节点。仿真结果表明,与经典算法Bubble Rap及其改进算法BiBubble、BridgingCom相比,该算法能够有效提高消息投递成功率并减小消息平均传输时延。     

基于车载自组网通信终端和运动信息的容忍时延网络分簇路由算法

针对复杂战场环境下用户终端间缺少稳定的端到端通信路径的问题,提出一种基于车载自组网（VANET）通信终端和运动信息的容忍时延网络（DTN）分簇路由算法——CVCTM。首先,完成了基于簇头选举的分簇算法研究;然后,根据跳数、转发方式和地理位置信息开展了簇内源车辆路由选择算法研究;其次,通过引入等待时间、重发次数阈值和下游簇头,实现了异簇间源车辆路由选择;最后,通过车载自组网的通信终端选择与上级指挥所通信的最佳方式。ONE仿真的实验结果表明,CVCTM与无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV）相比,消息投递率增加了近5%,网络开销减少了近10%,簇结构重组次数减少了近25%;与基于传统分簇路由（CBRP）算法和动态源路由（DSR）协议相比,消息投递率增加了近10%,网络开销减少了近25%,簇结构重组次数减少了近40%。CVCTM能够有效减少网络开销和簇结构重组次数,同时增加消息投递率。     

一种联合多信道分配决策的认知Mesh系统数据传输优化算法

在认知Mesh系统进行数据传输的过程中,为了提高数据包投递成功率及网络的吞吐量,减少网络延迟时间,提出一种联合多信道分配决策的认知Mesh系统数据传输优化算法(JCWN)。针对信道的干扰问题,建立了认知Mesh系统的干扰无向图,分析节点链路的网络干扰电平。在节点的路由请求阶段通过提出基于信道干扰电平的路由指标函数,并通过权重阈值来为节点链路分配干扰较小的信道。在路由选择上,联合多路由算法计算每条路由路径的信道干扰程度,为了保障节点传输数据的成功率而选择干扰程度更小的路由。实验仿真结果表明,在数据包投递成功率上,该算法相比POC算法以及基于RL的算法提高了20%以上,在提高网络吞吐量,减少延迟时间上也表现出了更好地效果。     

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.     

A Novel Gradient Boosted Energy Optimization Model (GBEOM) for MANET

Mobile Ad Hoc Network (MANET) is an infrastructure-less network that is comprised of a set of nodes that move randomly. In MANET, the overall performance is improved through multipath multicast routing to achieve the quality of service (quality of service). In this, different nodes are involved in the information data collection and transmission to the destination nodes in the network. The different nodes are combined and presented to achieve energy-efficient data transmission and classification of the nodes. The route identification and routing are established based on the data broadcast by the network nodes. In transmitting the data packet, evaluating the data delivery ratio is necessary to achieve optimal data transmission in the network. Furthermore, energy consumption and overhead are considered essential factors for the effective data transmission rate and better data delivery rate. In this paper, a Gradient-Based Energy Optimization model (GBEOM) for the route in MANET is proposed to achieve an improved data delivery rate. Initially, the Weighted Multi-objective Cluster-based Spider Monkey Load Balancing (WMC-SMLB) technique is utilized for obtaining energy efficiency and load balancing routing. The WMC algorithm is applied to perform an efficient node clustering process from the considered mobile nodes in MANET. Load balancing efficiency is improved with a higher data delivery ratio and minimum routing overhead based on the residual energy and bandwidth estimation. Next, the Gradient Boosted Multinomial ID3 Classification algorithm is applied to improve the performance of multipath multicast routing in MANET with minimal energy consumption and higher load balancing efficiency. The proposed GBEOM exhibits ∼4% improved performance in MANET routing.     

机会社会网络中基于社区的消息传输算法

针对机会网络中的主流转发协议未考虑到节点移动社会性的问题,提出一种基于副本限制和人类社会特性的路由算法。该算法根据节点间的社会关系强度,动态自适应地将节点划分为不同的社区,通过限制消息副本数来减少网络中消息的冗余,并利用活跃性高的节点带动消息的转发和传递。仿真结果表明,该协议能够保证较高的消息传输成功率和相对较低的传输时延,降低网络的资源消耗。     

基于锚节点的车载网地理路由算法

车载网络存在节点移动速度快、拓扑结构变化迅速等特点,直接利用全球定位系统(GPS)进行定位存在误差大和路由连通率低等问题。因此现有的基于地理位置的路由算法包递率不高,无法提供可靠路由。提出一种基于锚节点的车载网地理路由算法(GRAN),利用城市路灯作为锚节点,车辆通过锚节点定位自身位置,结合道路网关及中心数据,建立分层次的路由结构。通过这种方式,GRAN去除了路由发现过程及全网广播,达到降低路由开销、提高路由效率和包递率的目的。利用NS-2软件,选取接近现实的城市场景仿真。实验结果证明,与典型的基于地理位置的路由协议如贪婪转发与周边转发相结合的无状态路由(GPSR)和图形源路由(GSR)协议相比,GRAN能以较低的负荷提供较低的平均时延、较高的包递率和吞吐量。     

基于平均传递概率的容迟网络路由算法的设计

为了提高容迟网络的传递率、降低传输延迟、对节点缓存进行更有效的管理, 结合已有的PROPHET和Spray and Wait算法, 提出了一种基于平均传递概率的容迟网络路由算法RAB-ADP。在该算法中设置了一个与时间有关的平均传递预测概率参数进行消息转发的决策, 解决了PROPHET算法容易产生路由抖动的缺点。算法综合利用了复制和知识两个属性, 采用{MOPR; FIFO}队列策略组, 通过消息传送完毕的ACK确认信息进行缓存管理和网络中冗余消息副本的删除。仿真实验表明, 该算法在节点缓存大小不同以及网络中节点数目不同的两种情况下, 传递率和路由开销比率的性能均优于其他经典路由算法。     

移动社会网络中基于活动的消息机会转发

针对移动社会网络中节点移动形成的成簇特性和节点参与活动表现的周期特点,提出了一种基于活动的消息机会转发算法（activity-based message opportunistic forwarding,简称AMOF）.算法思想是：当消息携带节点与目的节点存在相同活动时,选择消息交付概率高的中继节点转发消息;当消息携带节点与目的节点不存在相同活动时,选择消息间接交付概率高的链路来转发消息.仿真结果表明,与经典路由算法（如Epidemic,PRoPHET,CMOT和CMTS）比较,所提出的路由算法不仅能够提高消息的传输成功率,还能有效地降低传输时延和网络负载.     

移动传感网中基于虚拟货币的路由策略

移动无线传感器网络中,针对节点基于随机运动模型的路由问题,提出一种基于虚拟货币的低能耗路由策略——DTVC。根据节点的属性和数据消息的属性进行买方和卖方的定价并据此选择转发节点。为了提升网络性能,通过控制数据消息的副本数以及对节点的缓存队列中的数据消息排序,把网络中的节点分为源节点和中继节点,只有数据消息的源节点可以复制该数据消息,并依据数据消息的延迟容忍度对消息进行排序,延迟容忍度越小则优先级越高。为了减少网络中的能量消耗,根据sink节点广播的消息删除缓存队列中已经传输成功的数据消息。在Matlab上的仿真实验结果表明,与基于消息容错的自适应数据传输算法（FAD）、基于距离和能量感知模糊逻辑的路由算法（FLDAER）和基于能耗自选演进机制的路由算法相比,DTVC的数据消息投递率至少提高2.5%,平均副本数至少减少25%。     

SDN中基于蚁群优化的网络测量节点选择算法

在软件定义网络（SDN）中,当流传输路径信息获取受限时,现有的测量节点选择算法只能基于网络拓扑的中心性指标进行测量节点选择,存在测量精度较低、测量负载不均衡、运行时间长等问题。将SDN网络中测量节点选择问题抽象为最小顶点覆盖模型,提出一种基于蚁群优化的测量节点选择算法ACO-NS。利用复杂网络的度分布理论缩减状态转移过程中的候选集规模,同时设计一种信息素局部增强-全局挥发机制,增大可行解的信息素浓度,提高算法的准确度和收敛度,并且缩短搜索时间。通过OpenFlow消息在线计算测量节点的负载,采用邻域搜索策略对过载节点进行筛选和替换,以降低过载处理的时间。实验结果表明,与ACO算法相比,该算法的准确度和收敛度分别提高56.7和28.2个百分点,且单位时间内的过载处理开销降低79.8个百分点,具有较高的测量精度。