一种基于跨层功率控制的Ad hoc网络路由算法*

在无线Ad Hoc网络路由协议中引入功率控制不但可以降低网络能量消耗,同时还能改善网络的吞吐量、投递率等性能,已成为当前Ad Hoc网络的一个研究热点.本文提出了一种基于跨层功率控制的按需路由算法CPC-AODV(Cross-layer Power Control Ad hoc On-demand Distance Vector).算法按需建立多个不同功率级的路由,节点选择到目的节点最小功率级的路由来传递分组,并对网络层的数据分组、路由分组和MAC层控制帧的传输采用不同功率控制策略来降低能量消耗.仿真结果表明:算法有利于降低通信能量开销,延长网络寿命,提高网络投递率及改善网络时延.     

AdHoc网络中联合速率与功率控制的跨层设计

近年来,随着人们在各种环境下对移动业务需求的增加,Ad Hoc网络以其无中心、分布式、自组织等特性,在社会生活中占据了越来越重要的地位。然而,如何在Ad Hoc网络中设计合理有效的资源分配方案面临着巨大的挑战。文章提出分布式牛顿算法来解决Ad Hoc网络中的资源分配问题,该算法的主要思想是利用当前的局部信息求解每次迭代过程中的原始变量和对偶变量,在效用最大化函数中引入能量消耗成本,利用网络层、数据链路层和物理层的信息,在网络效用最大化模型中,联合速率和功率控制进行跨层设计。该方法把Ad Hoc网络建模后的目标函数最大化问题转化为各个层的子问题,求解出网络中的最小功率和最大速率,即网络在最大发送速率下的最小功率。仿真结果表明:该算法具有更快的二次收敛速度,利用速率和功率进行跨层优化,在保证网络效用最大化的同时,可降低节点的发送功率,有效延长网络的寿命。与此同时,较低功率的通信也可以提高网络的通信安全。     

无线Ad Hoc网络功率控制研究

无线Ad Hoc网络是一个能量受限网络,网络中的节点依靠有限的电池能源供电,任何一个节点的能量耗尽,都会影响整个网络的性能.功率控制技术不但可以解决无线Ad Hoc网络的节能问题,同时还能够提高网络的性能.本文讨论了无线Ad Hoc网络中功率控制的作用、原则和要求,功率控制对整个系统的影响以及功率控制的研究进展.最后给出了无线Ad Hoc网络中功率控制的发展方向.     

无线多跳网络联合拥塞控制和功率分配的快速二阶算法

针对节点功率受限的无线多跳网络,研究业务流路由确知时的联合功率分配、流量分配和拥塞控制问题,并基于原始对偶内点法设计一种具有二阶收敛性能的算法.该算法利用矩阵分裂方法实现业务流源速率和节点功率的分布式更新,最终优化网络效用.仿真结果表明,算法能有效降低网络中的功率消耗,提高网络的能量效用,同时相较于传统拉格朗日对偶分解法,所提出算法具有非常好的收敛性能.     

基于牛顿插值的MANET能量有效路由机制

移动Ad Hoc网络中的一个主要问题是节点的能量有限。因此，许多研究侧重于减少能量消耗。提出一种基于牛顿插值的能量有效路由机制，首先根据节点的剩余电池能量和流经该节点的当前流量大小，计算出该节点的寿命；从寿命较长的节点中，选择当前状态下的最小功率路由。这样不仅保证了各节点的能量均衡问题，而且考虑到整个网络的最小功率路由。实验模拟结果显示，与以前算法相比，其具有更好的性能。     

多跳Ad Hoc网络TCP拥塞控制改进方案

为改进传输控制协议TCP在无线移动网络环境下的通信性能,减少网络拥塞,分析了Ad Hoc网络Web通信时数据丢失的主要原因,提出了利用探测包探测网络传输性能重新划分网络状态的方法来改进TCP拥塞控制.仿真结果表明,改进后的TCP拥塞控制机制能够明显提高无线多跳Ad Hoc网络环境下Web通信的性能,避免拥塞.     

基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议

针对Ad Hoc网络拓扑结构多变、网络生存时间受限及数据包分组传输效率低下等问题,本文借鉴萤火虫群优化算法的思想,提出了一种基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议。路由协议用萤火虫优化算法的荧光素强度的更新规则与无线自组网络中的节点移动速度、拥塞程度、节点剩余能量及节点间的距离等因素相互映射,改进萤火虫群优化算法中的搜索萤火虫、驻留萤火虫及回溯萤火虫用于完成Ad Hoc网络中路由协议的路由发现、路由选择及路由维护等过程,整个协议无须传送大量的控制分组,即可实现Ad Hoc网络的稳定。仿真实验结果表明,与AODV及基于蚁群优化的路由算法AntRouting协议相比,本文所提出的路由协议在端到端延时、分组数据传输率及网络生存时间上均有良好的性能。     

联合空时需求预留和功率控制的MAC协议

提出了一种应用于移动Ad Hoc网络中的联合空时预留和功率控制MAC协议.它通过对信道时间和空间资源预留更为精确的估计优化了可用的信道资源,提高了信道的空间利用率,降低了碰撞冲突的概率.因为物理层头部采用最低的速率进行传输,把这种时空估计信息嵌在物理层帧头部,可以把信息传播到更多更远的邻节点,减少了碰撞的概率.同时结合功率控制技术对数据包传输功率进行控制,降低了节点的能量消耗.通过仿真与IEEE 802.11 MAC协议进行比较,该协议提高了系统的吞吐量,移动节点功率消耗明显降低,节点的能量利用效率得到提高.     

改进的基于带宽估计的Ad Hoc网拥塞控制策略研究

为解决Ad Hoc网络中路由协议在通信过程中存在拥塞问题,提出了一种基于带宽估计的拥塞控制策略.该策略通过结合一阶低通数字滤波算法和算数平均值滤波算法,有效提高可用带宽估计的精确度;采用主动队列管理算法实施拥塞控制,实现对包的选择性丢弃策略,达到了较优的控制效果.实验结果表明,该算法在各项重要指标上都有较好性能.     

多跳Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

为解决Ad Hoc网络的DSR路由协议在通信过程中存在拥塞问题,提出了改进DSR路由协议的思想,即联合“最短路径”和节点发送接收数据包时的“传输状态”来避免拥塞。仿真结果表明,改进后的路由协议有效地减少了发生拥塞的几率,从而提高了无线多跳Ad Hoc网络环境下Web通信的性能。     

基于加权路由思想的无线自组织网络生存时间优化算法研究

在无线自组织网络中,网络生存时间是衡量网络性能的重要指标之一.分析影响网络生存时间的众多因素后,提出了一种工作量加权路由模型以提高无线自组织网络的生存时间.在网络信息传输的过程中,综合每条链路的业务工作量对网络链路进行加权,建立距离加权传输数学模型.该模型通过降低工作较为繁忙节点的信息转发概率,从而到达均衡节点能耗的目的.最后,采用MATLAB进行数值仿真,结果显示本文提出的路由算法可以有效延迟网络生存时间,均衡网络节点的能耗.     

基于改进萤火虫群优化的无线自组网路由算法

针对无线自组网络拓扑结构多变、网络生存时间受限及数据包分组传输效率低下等问题,借鉴萤火虫群优化算法,提出了一种改进萤火虫群优化的无线自组网络路由算法.路由算法将萤火虫优化算法中的荧光素强度更新与无线自组网络中的节点移动速度、拥塞程度、节点剩余能量、节点间距离等因素进行相互映射,同时改进萤火虫群优化算法中的搜索萤火虫、驻留萤火虫及回溯萤火虫用于完成无线自组网络中路由协议的路由发现、路由选择及路由维护等过程,整个协议无须传送大量的控制分组,即可实现无线自组网络的稳定传输.仿真实验结果表明,与AODV及基于蚁群优化的路由算法AntRouting协议相比,本文所提出的路由算法在端到端延时、分组数据传输率及网络生存时间上均有良好的性能.     

一种无线传感器网络的优化速率控制方法

拥塞控制是无线传感器网络中的一个关键性问题。从解决拥塞问题出发,提出了一个基于优化速率的拥塞控制算法ORCC。算法构建了一个分布式的分簇网络结构,利用缓冲的占用情况进行拥塞检测,并使用基于优化理论的速率调节策略来保证网络吞吐量的稳定,从而通过求解出的最优解来实现簇内节点效用的最大化。仿真实验表明,ORCC算法不仅能有效缓解网络拥塞,降低平均延迟,还具有较好的网络传输公平性。     

基于机会约束规划的无线Mesh网跨层优化算法

以无线Mesh网的联合拥塞控制与功率控制为优化目标,针对网络中的不可控数据流与无线传播环境的时变随机性两类随机性因素,结合随机网络效用最大化理论,建立了无线Mesh网的跨层联合优化模型。将无线Mesh网络中的不可控数据流和时变无线传播的干扰建模为随机变量,采用机会约束规划方法进行分析,最后利用遗传算法求解该随机优化问题,并进行了仿真验证。仿真结果反映了网络速率、节点发射功率与链路置信水平三者之间的定量制约关系。     

无线传感器网络中一种ARMA流量预测的拥塞控制算法

在无线传感器网络中,由于各节点的通信能力、计算能力、存储能力等都比较有限,使其需采取有别于传统网络的拥塞控制策略.本文针对传感网络特有的多对一、多跳通信方式经常导致网络拥塞的缺陷,提出一种基于流量预测的拥塞避免算法(SCATP).该算法通过ARMA模型分析流经各节点的当前流量,预测网络下一时刻的拥塞状况,并据此进行流量分配,从而实现拥塞控制的同时保证数据的可靠传输.仿真实验表明,SCATP算法在延迟、抖动率、吞吐量和能量有效性等方面能有效改善网络的服务质量.     

一种适用于Ad Hoc网络的拥塞控制算法

Ad hoc网络是一种无基础设施、无中心控制的分布式自组织网络,在紧急情况下能够迅速搭建.目前,在IEEE802.11协议基础上所搭建的ad hoc网络面临的主要问题是在信道达到饱和时,其链路层时延明显增加,以至于其上层的协议无法正常工作.本文提出了一种结合链路层及传输层的拥塞控制算法,通过对传输层拥塞窗口的控制、以及引入报文生命期及优先级,使得网络即使在大业务量时,链路层依然能够保持很低的时延,同时大幅度地提高传输层吞吐率.最后通过仿真,验证了该算法的有效性.     

基于粒子群的TCP非凸优化速率控制算法

为了有效地解决网络中拥塞问题,针对实际网络中存在非弹性流的情况,考虑了网络中非凸优化速率控制问题。基于最大化用户效用函数框架,去掉了以往研究中对效用函数的严格假设,利用粒子群方法设计了分布式速率控制算法。算法中链路从网络获知拥塞链路的条数,用户根据对应的效用函数和拥塞反馈信息调整自身速率。仿真结果表明,算法可以很快地收敛到最优速率。     

一种能量高效的Ad hoc无线网络广播算法

广播在Ad hoc无线网络中有着广泛的应用,而Ad hoc网络节点资源、网络资源严重受限,广播引起的广播风暴问题加剧了资源的消耗。提出了一种能量高效的无冲突的广播策略,该策略利用所有两跳邻节点的剩余能量和度等信息选择前向转播节点,并将前向转播节点分为相互不干扰的独立子集,统一为独立子集设置退避时间,避免冲突的发生。该策略平衡了网络中节点的能量消费、延长了网络寿命,同时减少了广播延迟和转播冗余,确保了广播的可达性。仿真结果也表明提高了广播的效率。     

A decentralized energy-based diffusion algorithm to increase the lifetime of MANETs

In this paper, we introduce a novel approach to improve overall lifetime in mobile ad hoc networks. Given the energy constraint on each node, this problem is formulated as an energy-controlled load balancing problem. Thus, our approach is quite different from usual energy-efficient routing or topology control methods. The proposed algorithm is fully distributed and ensures that each node will cooperate in proportion to its remaining energy, increasing the network lifetime. The relevance of the algorithm is evaluated through both theoretical analysis and simulations.