GEO/LEO卫星网络的数据传输与抗毁性技术

针对低轨卫星网络对地传输时实时性不足的问题,提出了一种双层卫星网络协同的数据传输与抗毁性技术．在技术中以高轨卫星网络作为通信骨干网,负责卫星网络中数据的中继与转发,低轨卫星层则负责数据的收集和辅助路由．通过高轨卫星层与低轨卫星层的联合通信,实现了低轨卫星数据的实时传输．采用多路径传输策略,提高了卫星网络的抗毁性．通过仿真,对提出的技术在吞吐率、传输时延、时延抖动以及丢包率等方面的性能进行了分析．在遭受攻击环境下,对网络的数据交付能力变化进行了研究．多层卫星协同的数据传输方法能够很好地解决单层低轨卫星网络在数据传输方面的不足,满足卫星节点多业务的实时传输需求．     

运用HTC解决延迟容忍网络路由问题

针对传统最短路径算法不适用于延迟容忍网络(DTN)路由选择以及DTN路由选择的特性,提出了一种基于跳数、权值随时间变化(HTC)的最短路径算法. 该算法的设计不仅考虑到节点间空间因素,还考虑了无线链路的时间因素和该算法的复杂度与正确性. 仿真结果表明,与现有的最早接触(FC)路由算法以及最小预期时延（MED）路由算法相比,此算法可更有效地得到DTN中时延最短的路径.     

面向信息快速回传的卫星网络多路径路由算法

为实现网络流量均衡和网络性能优化,借鉴多路径路由算法分流传输的思想,在单路径快照聚合路由(SIR)算法基础上提出了多路径快照聚合路由(SIMR)算法.针对基于卫星网络的空间信息快速回传的场景,分析星座的可见性,在机会网络仿真环境ONE中进行仿真实验,对比延迟可容忍卫星网络路由算法(CGR)、基于多协议标签技术(MPLS)的SWP算法和SIR算法,统计分析成功交付率、节点存储占用率、链路利用率等6项指标.结果表明:SIMR算法能更有效地实现流量均衡,从而实现信息快速回传.     

基于转发倾向度的固定路径摆渡路由算法

为了降低容迟网络（DTN）中摆渡路由算法对摆渡路径的依赖,提出了一种基于转发倾向度的固定路径摆渡路由算法（FTFPF）.区别于当前算法主要关注如何为摆渡节点设计合理的摆渡路径,该算法使得摆渡节点可在较为随意的摆渡路径上运动,而DTN依然可取得很好的性能.根据DTN上层应用的不同需求（时延敏感或报文丢失敏感）,FTFPF算法可通过调节算法参数来满足不同的应用需求.仿真结果表明,FTFPF算法在报文递交率、平均时延和报文在缓存逗留时间等方面性能均优于基于最优摆渡路径路由算法（OPWP）.     

面向DTN感染路由协议的缓存管理算法

延迟容忍网络(DTN)是一种面向移动与极端网络环境的特殊无线自组织网络。相对于传统网络,DTN中节点需要长时间存储/携带消息,进而实现消息的转发,从而使得节点缓存成为影响网络路由性能的重要因素。为优化Epidemic路由协议中缓存管理机制,避免由活跃消息丢弃所引起的路由效率降低的情况,提出了一种基于消息生存属性的缓存管理 (MPBBM)算法。该算法通过综合分析消息转发次数与生存时间等因素对消息传递的影响,制定了优化的缓存替换策略,使得缓存替换过程中有限保留新产生的消息、丢弃即将失效的消息。仿真结果表明,相比于其他缓存管理算法,MPBBM算法能够有效地提升消息交付率,并显著地降低投递时延与网络开销。     

基于时延和能耗的Ad hoc网络路由选择算法

为了减少网络能量消耗,优化网络性能,在网络节点MAC层发射功率可控条件下,提出了一种基于平均分组时延与分组能量消耗乘积最小的路由路径选择算法.该算法根据链路平均分组时延和分组能量消耗情况来进行路由路径选择.仿真表明,该算法可以动态调整网络路由路径,使所选路径的平均分组时延与分组能量消耗乘积达到最小,从而达到减少网络能量消耗及降低网络分组时延目的.     

异构协议空间信息网络的DTN互联方法研究

针对延迟容忍的空间信息网络与其他异构网络的互联,目前还没有有效的对策.设计基于DTN的互联方法,在具有异构协议代理功能的DTN转发节点实现中,扩展Bundle层功能和运作规范,在空间通信链路环境中实现了CCSDS协议体系、TCP/IP协议体系、DTN协议体系的功能一体化.设计半物理仿真环境模拟空间通信场景,在其中对比了采用传统IP互联方法和该DTN互联方法进行不同业务传输的性能,并体现了DTN互联方法在数据保管能力上的优越性.     

空间延迟容忍网络中多链路数据拥塞控制算法

当前延迟容忍网络(DTN)数据拥塞控制相关成果整体控制效果和数据发送成功率性能待优化,本文提出将蚁群算法引入至空间延迟容忍网络中多链路数据拥塞控制。基于数据缓存占用整体状态,将空间延迟容忍网络中节点划分成非饱和与饱和节点。如果节点剩余缓存不能容纳单个数据,那么该节点属于饱和节点;相反则为非饱和节点。利用判断结果得到通信范围的各个节点状态,实时感知给定区域范围内数据拥塞情况。基于网络状态感知,引入蚁群算法,利用转发与复制数据分配方式构成空间延迟容忍网络路由方案,当副本的数量大于1时使用复制方案,反之通过转发方案判断转发数据包与否,通过双重控制方案,提高数据拥塞控制性能。考虑到空间延迟容忍网络中存在频繁断裂与间歇性连接的情况,提出相应路由维护策略。实验结果显示,所提算法能够很好地控制DTN数据拥塞,数据传送成功率也较高,具有可靠性。     

低轨卫星网络动态路径切换技术

面向星座式低轨（LEO）卫星网络,针对动态路由技术重构时间长导致的资源利用率下降问题,提出了一种基于预测的路径切换机制.依据卫星飞行轨迹,预测星间链路的可用时间,从而判断当前传输路径的可用寿命.在当前路径断开之前及时触发路由重构,为当前传输寻找备用路径,避免路由重构导致传输中断.提出了新型路径选择方案,根据当前路径代价和网络全局负载状态设计了综合代价函数,用于选择最优路径.仿真结果表明,所提出的路径切换技术可有效降低数据转发的丢包率,提升网络整体吞吐量.     

面向吞吐量效率的无线Mesh网络机会主义路由

提出了一种应用于无线Mesh网络的面向吞吐量效率的机会主义路由算法. 研究了机会主义路由算法中转发节点数量与质量的制约关系,并通过分析多转发节点的转发特性,提出一种新的路径度量及相应的转发节点选择与排序算法. 该方法引入了传输时间因素,在转发节点数量与链路稳定度之间取得了较好的平衡. 仿真结果表明,本文算法能有效提高网络性能.     

低占空比无线传感网络能量高效的路由协议

低占空比无线传感网络中链路质量的不可靠性使数据在同一链路上需要多次传输才能成功,从而大大增加了能量消耗和等待时延。为了提高低占空比无线传感网络的生存周期,提出一种能量高效的路由协议。对链路质量和传输时延设定阈值,从邻居节点中筛选出链路质量可靠且满足时延约束的候选节点集合,在候选节点集合中选择能耗最低的邻居节点作为路由的下一跳节点。由于数据是沿着节点跳数减小的方向传输,从而使到达汇聚节点的路由在满足时延约束条件下取得最小的能量消耗。仿真实验结果表明,所提出的路由协议能够提高数据包的到达率,并有效降低网络的能耗。     

一种基于链路繁忙趋势值的等价多路径选择算法

为了减少网络拥塞并充分利用链路带宽,当转发节点与目的子网间存在多条等价路径（ECMPs）时,流量负载应尽量避免在热点链路上传输,并且属于同一个目的地的IP分组应该按照某个固定的下一跳进行转发,这符合当前网络单径模式的路由架构。文章通过链路在网络中的路径趋势值表征链路的可能任务量,链路带宽表征链路的传输能力,提出一种基于链路繁忙趋势值的等价多路径选择算法。该算法可以有效地避免多个最短路径树在某条链路上的重叠,从而增大网络的吞吐量,提高资源利用率。仿真结果表明,该算法比随机选择算法在提高吞吐量,减小丢包率方面性能较优。     

保证高可靠度和低传输开销的DTN拓扑控制

由于时延容忍网络中复杂的环境可能导致网络节点失效或链路故障,再加上节点的持续移动和链路的间歇连通,都给网络可靠拓扑控制带来挑战．为解决这些问题,基于时空图提出了有效的可靠拓扑控制方案．该方案适用于节点周期性运动的卫星网络、星际网络等时延容忍网络．首先将网络拓扑转化为时空图;然后定义了网络的可靠拓扑控制问题,拓扑控制保证在网络连通的条件下,寻找网络中任意节点对的最可靠路径,并最小化网络的传输开销;最后提出了两个算法来解决此问题．仿真验证了提出的方法既能保证网络的可靠性,还能降低网络的传输开销,从而说明提出的拓扑控制方案适用于拓扑周期性可预测的时延容忍网络．     

稳定路径的Ad hoc网络QoS路由算法

移动Ad hoc网络中节点移动或能量耗尽会使得建立的QoS路径断裂而需重构路由,造成通信中断,对实时业务造成严重影响,提出了一种基于路径稳定性的QoS路由算法.该算法采用网络探测技术,综合考虑链路和节点稳定性,选择一条最稳定的路径进行通信,并实时监测路径状态变化,有效降低通信中断的概率.仿真表明,该算法有效改善了分组传送成功率、时延抖动等网络性能.     

多属性决策的IPv6移动网络路由选择算法

针对IPv6多宿移动网络容易出现数据流集中于少数移动路由器节点,从而导致负载过重问题,提出了一种基于多属性决策的负载均衡路由选择算法。通过引入移动路由器节点的带宽、丢包率、挂载节点个数等多个决策属性信息,使用组合赋权法计算各决策属性的权重,建立了多属性决策模型,移动节点依据该决策模型选择最优的移动路由器节点来转发数据。该算法综合考虑移动网络负载分布状况及节点数据类型,合理分配数据流量,可均衡全网络流量。仿真实验表明,该算法使移动网络流量得到控制,且网络延时降低约50%,网络整体性能得到了明显的改善,同时该算法代价小且具有良好的网络环境适应性。     

基于蚁群算法的无线传感器网络改进CTP路由协议

针对农业大棚无线传感器网络监测系统出现的节点负载不均衡、负载大的节点寿命短、节点间链路质量差、丢包和误码较为频繁、数据包时间延迟较严重等现象,利用蚁群能够发现从巢穴到食物源之间最优路径的特性,提出一种新的蚁群汇聚树路由协议ACA-CTP(Ant Colony Algorithm Collection Tree Protocol)。该算法将蚂蚁信息素、节点间链路质量、数据包时延等3个指标作为算法优化因子,改进蚁群算法的路径概率选择策略,并将改进后的蚁群算法与CTP路由协议相结合,在TinyOS平台上使用NesC语言实现新的路由协议。ACA-CTP路由协议利用改进后蚁群算法的全局寻优能力和快速收敛性,在源节点和目的节点间选择最优路由路径,保证监测数据实时准确地传输至监控平台。仿真结果表明:该算法延长了网络生存周期,降低了数据包传输时延和网络丢包率。     

地理和交通信息感知的车载Ad Hoc路由

为提高数据包投递率和降低时延,提出了一种基于地理和交通信息的车载Ad Hoc网络(VANET
)路由算法. 该算法利用实时的道路交通信息和车辆移动位置预测进行数据转发,并采取暂存转发策略,同时能处理目的节点移动情况. 仿真结果表明,该算法比贪婪的周边无状态路由(GPSR)算法具有更高的数据包投递率和更低的时延.     

一种嵌套移动网络中的路由优化机制

针对嵌套移动网络中的乒乓路由和数据包多层隧道封装问题,将区域管理和移动自组织网络多跳转发的路由思想结合起来,提出了一种新的移动网络路由优化机制.该机制通过构建新的网络优化模型,实现域内自主路由和数据最短路径转发;通过更新接入点的路由信息,保持原有的转交地址CoA不交,减小了域内切换的时延.性能分析表明,该机制减少了数据传输的封装次数和隧道长度,具有较小的传输和切换时延.     

一种基于声誉的DTN节点合作机制

DTN自私节点由于资源有限,会拒绝转发其他节点的消息,严重影响路由性能,因此针对DTN节点的自私性,设计能够促使节点进行合作转发的节点合作机制具有重要意义。首先采用确认机制监测节点的转发行为,然后基于直接声誉值和间接声誉值计算节点的声誉值,最后提出一种基于声誉的节点合作机制。实验结果表明该机制能够促使自私节点合作转发消息,提高消息传递率,并减小消息传递时延。     

低占空比无线传感器网络中节点自适应休眠机制

针对低占空比WSN网络存在着能量消耗不均、网络工作时长等问题,提出一种节点自适应休眠算法.该算法能够根据无线链路状况,自适应地调度节点休眠时隙和工作时隙,保证在时延约束条件下网络的整体能耗最小.在自适应休眠机制加入能量感知,使无线路由根据节点的剩余能量自适应调整,均衡各节点能耗,提升WSN网络的工作时长.经仿真分析发现,该算法能够在满足传输时延的同时,有效地减少工作时隙并降低能耗,从而提升网络的工作周期.