无线传感器网络中覆盖控制理论与算法

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,反映了网络所能提供的"感知"服务质量,可以使无线传感器网络的空间资源得到优化分配,进而更好地完成环境感知、信息获取和有效传输的任务.立足于无线传感器网络的覆盖控制问题,分类总结了近年来提出的各种覆盖控制问题的思想和有代表性的研究成果,着重讨论了一些典型的无线传感器网络覆盖控制算法与协议.最后进行了各种算法的比较性总结,深入分析了目前无线传感器网络覆盖控制亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.  

P2P网络中Churn问题研究

Churn问题是P2P网络面临的基本问题之一.通过系统地归纳现有文献,从Churn问题产生的机理出发,总结出解决Churn问题的主要步骤,依次是准确度量Churn,分析Churn对P2P网络性能的影响,给出应对Churn的具体策略.以此为主线对Churn问题的研究进展进行综述,全面、深入、系统地总结了每个步骤中涉及的关键问题以及解决这些问题的具体方法与最新成果.讨论了存在的问题并指出未来可能的研究方向.  

基于ZigBee的无线网络技术及其应用

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,本文详细分析了ZigBee技术,IEEE802.15.4标准及相关应用,讨论了它们的关系和相对其它技术的特点,并对其在家庭无线通信网中的应用前景进行了分析和展望。本文还针对无线网络与NGN(IPV6)的结合做了分析。  

支持普适服务的新一代网络传输层构架

新一代网络没有准确定义,但普遍共识是提供全分组网络和普适服务.其中分组网络一般认为采用IP分组,但普适服务仍不清晰.3G、4G中称"泛在服务";NGI、NGN中强调无缝融合电信网和互联网服务;计算机界类似的概念是"普适计算";IEEE普适服务会议汇聚各种思想,首次提出了"普适服务"的模糊概念.虽然上述研究对普适服务的定义并不统一,但普遍共识是:多样化的服务种类、多样化的网络接入.文中分析传输层在新一代网络设计中的重要地位,以提供普适服务为目标,通过多连接抽象表示服务多样化、多路径抽象表示接入多样化,给出符合新一代网络要求的传输层构架.基于这一构架,可以提高网络的QoS支持、安全可靠性、移动性、可控可管性.文中通过理论分析和原型实现证明了新构架的正确性和可行性.  

3G/WLAN网络中基于终端移动与业务认知的动态负载均衡机制

下一代无线移动通信要求异构网络之间相互协作,3G蜂窝网与WLAN之间的密切合作将为用户提供无缝的业务链接与多样化通信服务.终端移动与业务时空分布的不均衡性是影响网络性能的重要因素,3G/WLAN网络中业务负载均衡策略是提高网络整体性能的有效途径.首先,文中提出了一种新的基于终端移动与业务认知的动态负载均衡(DLB-MSA)机制,该机制重点关注业务潜在用户,通过动态优化的联合业务接入控制,使得每个无线接入点的业务量与其通信资源保持匹配关系,实现网络的负载均衡.然后,为了探讨终端移动对无线网络通信性能的影响,文中创建了一种新的基于2维终端速率分类与状态转换的移动模型,并且给出了相应的Markov分析方法.该模型能够更准确地反映用户移动规律,通过比较简单的参数学习来逼近3G/WLAN网络中终端的群体移动特征.最后,文中基于该模型对DLB-MSA机制进行性能评估,通过仿真验证了该机制的有效性.  

一种层次结构化P2P网络中的负载均衡方法

相对于扁平结构化P2P网络,层次结构化P2P网络可利用稳定、高性能的超级节点提高P2P网络在动态环境下的性能.然而,超级节点的负载不均是层次结构化P2P网络面临的基本问题之一.对此,作者提出一种超级节点的负载均衡方法,通过分离超级节点负责的关键字空间和负责的叶子节点空间来为均衡负载提供条件,通过采用"力矩平衡原理"来实现兼顾均衡超级节点负责的叶子节点空间和查询请求负载.实验结果表明:在节点承载容量服从Zipf分布和查找请求服从正态分布或Pareto分布的环境下,负载均衡方法可使超级节点的负载达到较好的均衡,实现了用较少的超级节点承担较大的负载总量.  

多约束最短链路分离路径精确算法

在通信的源和目的间寻找两条(主用和备用)链路分离的QoS路径是提供可靠QoS路由的重要途径.现有求解多约束链路分离路径对(multi-constrained link-disjoint path pair,简称MCLPP)的算法难以保证求得存在于任意网络中的可行解和最优解.为解决这一问题,分析了MCLPP问题最优解的性质,提出了精确算法的设计原则,在此基础上给出了求解MCLPP问题的精确算法(link-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm,简称LIDOMPA算法),可对任意网络求解客观存在的多约束最短链路分离路径对.为了降低算法的复杂性,引入了候选最优解、紧缩的约束向量和结构化的路径支配3种关键方法,在保障算法精确性的同时,有效地降低了LIDOMPA的搜索空间.大量的实验结果表明,LIDOMPA的求解能力优于现有算法,同时可以实现较低的算法执行时间开销.  

Sink轨迹固定传感器网络的高效数据采集机制

在sink移动轨迹固定的传感器网络中,由于sink点有限的通信时间和节点的随机分布,使得很难兼顾数据采集量的提高和整体能耗的降低.为了解决该问题,提出了一种最大数据量最短路径(maximum amount shortest path,简称MASP)数据采集方法.MASP对网络中成员节点与sub-sink节点之间的匹配关系进行集中式优化.采用0-1线性规划方法对MASP问题进行形式化描述,提出了一种基于二维染色体编码的遗传算法进行求解,并给出了相应的数据通信协议设计.另外,MASP可以扩展支持低密度网络和多sink点网络.基于OMNET++的仿真结果表明,MASP在能耗利用率方面要远远优于最短路径树方法(shortest path tree,简称SPT)及固定sink数据采集方法.  

多约束最短链路分离路径精确算法

在通信的源和目的间寻找两条(主用和备用)链路分离的QoS路径是提供可靠QoS路由的重要途径.现有求解多约束链路分离路径对(multi-constrained link-disjoint path pair,简称MCLPP)的算法难以保证求得存在于任意网络中的可行解和最优解.为解决这一问题,分析了MCLPP问题最优解的性质,提出了精确算法的设计原则,在此基础上给出了求解MCLPP问题的精确算法(link-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm,简称LIDOMPA算法),可对任意网络求解客观存在的多约束最短链路分离路径对.为了降低算法的复杂性,引入了候选最优解、紧缩的约束向量和结构化的路径支配3种关键方法,在保障算法精确性的同时,有效地降低了LIDOMPA的搜索空间.大量的实验结果表明,LIDOMPA的求解能力优于现有算法,同时可以实现较低的算法执行时间开销.  

RIP和OSPF路由协议在Click软件路由器中的实现

Click是一种模块化的软件路由器体系结构,基于该体系结构用户可以根据自己的需求搭建不同功能的路由器.针对Click软件路由器支持静态路由协议的局限性,引入模块化路由器软件协议栈XORP(eXtensible Open Router Platform),实现了动态路由协议在Click软件路由器上的扩展.通过搭建实验网络拓扑环境,验证了基于Click转发平台的两种不同的动态路由协议RIP和OSPF,并进行了相关测试和性能分析.实验结果表明,Click软件路由器的转发性能与Linux内核基本一致,但相比较而言,Click软件路由器具有灵活、可扩展、模块化等不可比拟的优势.