具有退避机制的Epidemic路由算法

Epidemic算法在某些场景中具有很高的传输成功率、很小的传输延迟,但算法的适应性较差,在另一些场景中算法性能会显著下降。理论和实验分析表明,挤出效应是导致Epidemic算法性能下降的主要原因。分析了具有免疫机制Epidemic算法的性能,指出了该机制的缺陷,提出了退避机制:当某一节点缓冲区饱和时,不再接收与之相遇节点的数据包。在ONE仿真平台上实现了具有退避机制的Ep-idemic算法,实验结果表明,在挤出效应显著的场景下,退避机制能有效地抑制挤出效应,改进后算法的传输成功率有大幅度的提高,路由开销也有一定程度的下降。     

泛洪攻击下机会网络典型路由算法健壮性分析

设计了评价方法及指标体系,通过对真实城市场景中带有智能蓝牙设备行人移动行为的仿真,从传输能力、传输效率和节点能耗三个方面定量分析了志愿节点的作用以及在有或没有志愿节点参与情况下泛洪攻击的效果,以此来评价Direct Deliv-ery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp共五种机会网络典型路由算法在泛洪攻击下的健壮性。结果表明Direct De-livery算法健壮性最好,能完全抵御泛洪攻击,Spray and Wait算法的健壮性最差,在某些场景下性能会下降80%以上,其他三种算法在泛洪攻击下性能会显著下降。     

机会网络典型路由算法性能分析

通过对真实城市场景中行人移动行为的仿真,定量分析First Contact、Direct Delivery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp6种机会网络典型路由算法在不同场景下的性能。在仿真过程中,以不同节点密度、不同节点移动模型和不同节点缓存大小设置多种场景,从传输能力、传输效率、网络资源开销和节点能耗4个方面对路由算法进行分析和比较。实验结果表明,节点移动模型、节点密度等因素会对路由算法产生显著影响,各路由算法在不同的场景下性能差距较大,每种算法都有其适用的特定场景。     

Epidemic机制下基于优先级的机会网络路由算法

在机会网络某些应用场景中,部分节点有优先使用网络资源的需求。提出并在ONE仿真平台上实现了Epidemic机制下基于优先级策略的路由算法。该算法为网络中节点分配了不同的优先级,并通过一定的策略抑制低优先级节点使用网络资源,以此来保证高优先级节点优先使用网络资源。仿真结果表明,当选择恰当的时间因子时,该算法可有效地抑制Epidemic过度泛洪,在不影响网络总体性能的前提下大幅度提高优先级节点的性能。     

稀疏车辆Ad Hoc网络中基于受控机制的自适应Epidemic路由算法

针对传统Epidemic的性能缺陷,提出了基于控制机制的自适应Epidemic 路由(Ad-EPI)算法。Ad-EPI算法采用受控洪泛机制和信息副本控制等机制,并引入信息生存时间和自适应控制策略,在确保有较高到达率的条件下,取得了峰值传输控制、带宽资源占用、缓存利用和时延等方面的综合平衡。在VanetMobiSim仿真平台上,对Ad-EPI算法进行了VC++6.0编程实现和仿真,并与经典Epidemic算法进行了性能对比。仿真结果证实,Ad-EPI算法与Epidemic比较,付出较小的时延代价,却具有了带宽占用减少27.62%,峰值平均降低15.19%,缓存利用率提高92.14%等优势。Ad-EPI算法在上述三个方面的性能提升,具有工程意义和应用价值。     

机会网络剩余路径投递时间估计方法性能分析

差分队列服务是一种以包为粒度的队列调度算法,其剩余路径投递时间估计方法的好坏,将显著影响其在机会网络这种链路连通性低、拓扑变化频繁环境下的性能。现有的剩余路径投递时间估计方法尚未验证其在机会网络中的性能。文章比较差分队列服务与最早截止期优先算法,通过仿真测试了一种基于历史信息有效性的剩余路径投递时间估计方法在机会网络场景中的性能。实验证明应用该方法能有效地提高传输成功率,也导致平均端到端时延的变化幅度更大。     

一种机会网络中的消息发布/订阅算法

分析发布/订阅系统的特性,提出一种机会网络中基于生存期的有限消息拷贝发布/订阅算法——CMCPSS,根据节点之间的通信频繁程度,自适应地调整订阅请求和响应事件拷贝数。仿真结果表明,在保证较高消息传输成功率的同时,CMCPSS算法比Epidemic算法平均减少约51%的消息转发次数,比Direct Transmission算法降低约45%的消息传输延迟,能提高消息转发效率并降低网络资源消耗。     

机会网络中阶段性非增殖型传递算法的研究

目前,机会网络算法中,绝大部分都采取“数据包增殖”策略,即通过数据包的复制,来提高数据包在网络系统中的传递成功率。无论是以Epidemic算法还是以Spray and Wait算法为原型的改进型算法,其核心思想都是增殖。因此对传输过程进行了某种时段上的划分,提出了阶段性非增殖型传递算法NPST(Non Proliferation Stage Transfer Algorithm)。该算法的核心思想是:在系统运行的初期,系统按照其他经典算法运行;当节点中缓存的数据包达到某种条件时,系统改用非增殖型策略,节点间数据包的转发不再产生新的副本,而是以“交换”的方式进行;在系统运行的中期及后期,该算法能有效降低系统整体的路由开销及能量消耗,提高网络性能。     

不同合作度下机会网络典型路由算法健壮性分析*

机会网络路由算法在不同合作度下的健壮性是一个重要的但未被充分研究的问题,分析了机会网络中可能存在的节点间不合作的情况,定义了三种适用于不同场景的节点合作度,设计了评价方法及指标体系,通过对真实城市场景中带有智能蓝牙设备行人移动行为的仿真,定量分析了不同节点合作度下Direct Delivery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp 五种典型路由算法的健壮性。结果表明Spray and Wait和MaxProp算法健壮性较差,Prophet 和Epidemic算法较     

机会网络中基于节点社会属性的转发算法

针对机会网络中的数据转发问题,提出一种基于节点社会属性的转发算法。该算法计算节点的陌生性、介数中心性和相似性,均衡利用多个节点的资源防止某些节点因资源消耗过快而退出网络,降低网络的连通性。仿真结果表明,与Epidemic、PROPHET及SW等算法相比,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,有效地降低了网络传输开销,从而提高数据交付率和减少延迟。     

基于历史效用的机会网络路由算法

针对机会网络中传统的概率路由协议投递率较低的问题,提出一种基于历史相遇预测的改进概率路由(HMPR)算法。该算法根据节点历史接触时间和接触频率两个因素,预测数据包成功投递到目的节点的效用值,通过比较其效用值大小来决定数据包是否转发到下一跳节点。仿真结果表明,与传统的传染路由和概率路由相比,该路由在数据包投递率、平均延迟时间和平均缓存时间方面比上述两个路由协议的性能更好。     

A hybrid multiple copy routing algorithm in space delay-tolerant networks

With the development of technology and applications in space delay-tolerant networks (SDTNs), increasing attention has been paid on the routing technologies between different DTN nodes. This paper proposes a novel hybrid multiple copy routing (HMCR) algorithm that can be applied not only to deterministic space scenarios but also to opportunistic space scenarios. HMCR combines contact graph and delivery probability metrics to make forwarding decisions. In order to verify the new HMCR algorithm’s performance, research work has been carried out to prove its availability in SDTNs. The analysis and simulation results show that, compared with other algorithms such as contact graph routing (CGR), Epidemic, and PRoPHET, the new HMCR algorithm performs well in the areas of message delivery ratios, average end-to-end delays, and transmission overhead, which proves to be suitable for highly dynamic SDTNs.     

无线传感器网络节点定位算法的研究与改进

针对无线传感器网络中DV-Hop定位算法的不足,在其基础上提出三种改进的定位算法,并介绍每种算法的基本原理和实现方法。在同一仿真平台上进行比较,分析三种改进算法在锚节点比率不同的情况下,对定位误差和覆盖率的影响。仿真结果证明了改进算法的有效性。     

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

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.     

移动机会网络中一种轻量级的分布式社会距离路由算法

目前大部分机会路由算法采取洪泛的方式进行辅助信息的交换造成网络资源浪费严重。针对此问题,提出了一种分布式社会距离路由算法。首先,通过分析节点间接触的稳定性与规律性来确定朋友关系。其次,通过朋友关系来构建节点间的社会距离;进一步地,每个节点维护一张用于记录当前已知的到其他节点的最短社会距离表,通过朋友节点之间相互交换并比较表中信息来不断更新最短社会距离。由于社会距离的构建与更新只需要朋友之间交换信息而并不需要全部节点来参与,极大地减少了辅助信息的交换次数。最后,数据包被发送到与其目的节点社会距离较近的中继节点,保证了数据包高效率地投递。实验结果表明：与接触和传输记录的概率路由（PRoPHET）算法相比投递率提升约3%,包传输延时降低约27%,辅助信息交换次数减少约63%;与基于中心度与相似度的路由（SimBet）算法相比包投递率提升约11%,包传输延时方面基本持平,辅助信息交换次数减少约63%。社会距离路由算法在可扩展性方面的良好表现,为移动机会网络大规模部署提供了理论支撑。     

无线信道下基于可译集的喷泉码增量译码算法

针对无线信道中数字喷泉码BP译码算法复杂度高、增量译码效率低下的问题,提出了一种基于可译集的增量译码算法。该算法给出变量节点成功译码时似然比所需达到的合适门限值Tre的理论分析方法,将译码过程中似然比高于门限值的变量节点归入可译集,提前译出以减少计算量;另一方面,若译码失败,增加开销重新译码时可先利用已成功译出的部分变量节点简化Tanner图,只对未达到译码门限的变量节点进行迭代,进一步减少计算量,并给出了算法描述和复杂度分析。最后通过仿真表明,该算法与传统的BP译码算法性能相同,但计算量大大减少,效率显著提高。     

有效的AODV路由协议改进方法

为了在路由请求时避免使用相对移动性很高的节点,在路由应答时选取更可靠的路由,提出一种AODV路由协议改进算法,该算法充分利用Ad hoc网络节点的移动性信息,与AODV相比,改进后的协议可发现更稳定的路径,并明显降低路径断裂的概率,且协议的延时小,包投递率高。仿真结果验证结论的正确性。