MANET 中基于链路稳定性路由的跨层传输控制协议

在MANET中,通信节点的移动会造成端到端通信路由的时常中断.传统TCP协议只有拥塞控制机制,对由于节点移动造成的数据包传输丢失和超时也作为拥塞处理,使得端到端传输性能低下.为解决这一问题,采用跨层设计思想,将传输控制与链路稳定性路由结合,提出了一种基于链路生存时间概率的传输控制协议(transmissioncontrol protocol based on probability of link residual lifetime,简称TCP-PLRT).该协议通过在路由稳定时跨层收集路由层链路生存时间概率信息来实现对端到端连接稳定性的认知,并针对路由不稳定、路由中断、路由恢复,分别制定了路由切换、数据存储转发、ACK再确认三大机制.这使得TCP-PLRT协议具有对由移动造成的路由中断进行提前预判和有效处理的能力.仿真结果表明,TCP-PLRT协议能够极大地减小由节点移动带来的端到端传输性能的下降,减少分组重传,提高端到端的吞吐量.     

基于蚁群优化的AdHoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议

本文提出了基于蚁群优化(ACO)算法的Ad Hoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议(ABEAR)。协议按需发送人工蚂蚁进行路由发现,综合节点残留的信息素浓度、下一跳节点剩余能量、节点周围链路质量和拥塞情况选择下一跳节点来转发数据包,尽量避开信道使用频率较高的路径,减少了因信道冲突、数据包丢失和数据包重传所造成的能量损失,还缩短了网络传输时延,提高了网络吞吐量。协议还采用跨层机制根据MAC层通信活动情况,在保证网络连通性的前提下使部分空闲节点转入睡眠状态来节省能量消耗。仿真表明,与AODV协议相比,ABEAR协议在网络生存时间、数据包交付率和端到端平均时延方面均有较大改善。     

面向车载网的基于AODV优化路由协议的研究

车载网VANETs(Vehicular ad hoc networks)属于新型的通信模型,其可实现车间通信和车与基础设施通信。由于VANETs节点密度动态变化,节点的快速移动、移动模型的局限性等特点,为VANETs的数据传输提出挑战。鉴于此,提出优化的按需距离矢量AODV(Ad Hoc On demand Distance Vector)方案IAODV(Improved AODV)。在城市环境中,AODV在端到端传输时延、数据包丢失率方向性能较差。为此,IAODV采用限定源节点的路由跳数,降低AODV的端到端传输时延,同时为源节点提供备份路由,从而改善数据包丢失率。仿真结果表明,与AODV协议相比,IAODV在端到端传输时延、数据包丢失率得到有效提升。     

UWSNs中基于深度的抑制空洞路由优化算法

针对传统的水下无线传感器网络(UWSNs)的位置路由存在路由空洞问题,提出了基于深度的抑制空洞路由(DSVR)的UWSNs路由协议.DSVR协议通过融合跳数、物理距离和邻居数多个指标决策路由.为了提高通信可靠和缓解路由空洞,DSVR协议选择具有最小跳数路径、最少邻居数的节点作为下一跳转发节点.同时,DSVR协议利用定时器抑制冗余数据包.仿真结果表明:提出的DSVR协议能有效地提高数据包传递率,并降低端到端传输时延以及能耗.     

无线传感网中数据传输延时优化的路由协议

针对无线传感器网络中存在的数据包丢失严重以及端到端延时较高的问题,提出了一种数据传输延时优化的路由协议（RPODTD）。首先,根据数据包传输结果对信道探测情况进行分类,引入有效探测占比与传输效率作为节点的评价指标;然后,通过实际延时以及理论延时的差值估算数据包的排队延时;最后,给定最大和最小排队延时阈值,根据排队延时所属的区间判断是否更改传输路径。在OMNeT++上进行的仿真实验中,与基于链路质量和延时的复合负载均衡路由协议（ComLoB）和拥塞避免多路径路由协议（CA-RPL）相比,RPODTD节点的平均端到端延时分别降低了78.87%和51.81%,节点丢包率分别降低了40.71%和68.43%,节点的死亡率分别降低了25.42%和44.62%。仿真结果表明,RPODTD能有效地减少端到端延时,降低丢包率,延长网络生命周期。     

基于数据包序列号集合的机会路由传输协调机制

机会路由传输协调机制组织和协调候选路由节点间的数据包传输,通过减少端到端累计数据包传输次数提高机会路由端到端吞吐量。现有基于batch map的批量分段式传输协调机制的协调成功率随批量传输的数据包数量的振荡而振荡。针对此问题,提出了基于数据包序列号集合的批量连续式传输协调机制,通过维持每轮批量传输的数据包数量确保传输协调成功率,提高机会路由端到端吞吐量。实验结果显示,基于数据包序列号集合的机会路由传输协调机制能平均提高约18%的端到端吞吐量。     

基于多树的移动自组织网多播路由协议

由于移动节点能量耗尽严重影响了移动自组织网(MANET)路由性能,有效地使用移动节点的能量是非常重要的。为此,提出基于多树的移动自组织网多播路由协议(MTMR)。MTMR协议先计算移动节点能量,将能量低于门限值的节点不参与路由。然后,将参与路由的节点构建不同的树,源节点通过这些树向目的节点传输数据,从而实现多播路由。仿真结果表明,提出的MTMR协议有效地提高了数据传输率,降低了端到端传输时延。     

基于AODV协议的路由预测及预修复

针对移动Ad Hoc网络中节点链路断裂、路由需要不断进行维护的问题,在按需距离矢量路由(AODV)协议基础上结合链路质量指示器,添加对节点电池电量的监测功能,根据节点剩余能量进行路由预测及预修复,在对链路状况提前做出判断的基础上及时进行路由切换,避免路由频繁中断.仿真表明,改进协议提高了数据包投递率,降低了端到端延迟时间,使网络更加稳定高效.     

最小路径负载度路由协议的研究

DSR协议是Ad hoc网络中典型的路由协议,DSR协议中路由选择策略是基于最短路径的,并未考虑路径的通信量和节点负载等因素,网络中数据流易集中于某些链路,这些链路上的节点承担相对较大的通信量,从而形成热点区域。热点区域的形成会缩短网络的寿命,并且会增加数据包的平均端到端时延,甚至影响数据包的投递率。为了解决上述问题,提出了基于路径负载度的动态源路由协议（LBDSR）,在路由选择时综合考虑了路径长度和路径繁忙度两个因素,有效地解决了热点区域问题,并减小网络中数据包的平均端到端时延,可以有效提高网络的负载平衡性能,延长网络寿命。     

VANET城市场景下一种优化的地理信息路由协议

车辆的高速移动以及城市场景中的障碍物使得车辆间的通信链路变得异常脆弱。而现有的多数地理信息并没有考虑链路的稳定、可靠性,产生了高的数据包丢失率和高的数据包传输时延,降低了网络性能。为此,提出了一种优化的地理信息路由协议IGR(Improved geographical)。IGR协议在数据包转发过程中,考虑了源车辆离候选车辆间的相对移动方向、候选车辆离目的车辆的距离以及beacon接收率,尊重车辆间无线链路的不稳定性事实。IGR协议择优选择具有稳定链路的车辆作为下一跳数据包转发节点。最后,评估了提出的IGR协议,并与现有的地理信息路由进行比较分析。结果表明,提出的IGR协议在数据包传输时延、数据包传输率性能优于GPCR和RBVT-R协议。     

基于SCTP-CMT的改进重传策略

传输层多宿的端到端并行多路径传输(CMT)相比于SCTP能够同时选择多条路径进行数据块的传输。针对CMT的五种重传策略只能够选择多条路径中的一条进行数据块重传的不足,提出了一种改进的数据块重传策略,该策略综合考虑了SSTHRESH、LOSSRATE和CWND对传输路径性能的影响。仿真实验表明,改进策略能进一步减轻由于接收缓冲区拥塞而造成的端到端吞吐量下降的程度。     

蓝牙EDR异步数据分组传输性能的研究

分析了蓝牙EDR规范定义的GFSK、π/4-DQPSK与8DPSK调制方式在加性高斯白噪声信道下的位错误率与平均接收信噪比的关系,推导了新增异步数据分组的重传概率与平均接收信噪比的函数表达式。通过分组重传概率与分组的不同特性分析了不同信噪比情况下各类型数据分组的传输性能,包括平均吞吐量、平均重传次数、平均传输时延等。该文是对蓝牙EDR规范新增调制方式与新增分组传输性能进行的研究,其分析结果可以作为其他研究的理论参考。     

面向低功耗无线传感器网络的动态重传算法

由于信道通信质量具有时变性,为了保障数据传送具备高可靠性,需要在低功耗传输网络中加入能量利用率更高的重传机制。低功耗无线传感器网络对数据实时性的要求不高,但整体能量有限,因此重传的时机及重传的有效性显得额外重要。在静态发送队列的基础上,提出一种可靠且稳定的动态重传算法。随机出现丢包的节点利用自身产生的随机数作为序列,将其添加到重传队列中。 该算法利用随机生成发送时机的方式避免随机出现的通信不佳的情况 。 实践表明,动态重传算法在降低能耗的同时,能够提高数据传送的成功率。     

Optimal replicator factor control in wireless sensor networks

For TDMA MAC protocols in wireless sensor networks (WSNs), redundancy and retransmission are two important methods to provide high end-to-end transmission reliability. Since reliable transmissions will lead to more energy consumption, there exists an intrinsic tradeoff between transmission reliability and energy efficiency. For each link, we name the number of its reserved time slots in each MAC superframe as a replicator factor. In the following paper, we propose a reliability-lifetime tradeoff framework (RLTF) for WSNs to study replicator factor control problem. First, for the redundancy TDMA MAC, we formulate replicator factor control problem as convex programming. By the gradient projection method, we develop a fully distributed algorithm to solve the convex programming. Second, for the retransmission TDMA MAC, we set the retransmission upper bound for each link according to the optimal replicator factors under the redundancy MAC and compute the total communication overhead for the retransmission MAC. Finally, we compare the communication overhead of these two MAC protocols under different channel conditions.     

MANET中基于信号强度的TCP拥塞控制算法研究

针对MANET中较高比特误码率、路由故障等因素引起的大量数据丢包和重传提出跨层设计的TCP拥塞控制算法.算法根据接收到的信号强度预测路由断点并提前建立备份路由,拯救传输中的数据包,解决传统TCP的拥塞控制算法在MANET中存在的问题.实验结果表明,优化算法极大地提高了TCP流的平均吞吐量.     

802．11 WLAN区分服务机制及其性能分析

针对无线Ad Hoc网络不能区分数据流优先级的问题,提出一种基于802.11DCF退避算法的改进机制,该机制通过减少高优先级数据流的MAC层重传次数,使发送高优先级数据流（如实时数据流）的节点更容易连接信道,高优先级数据流占有更多带宽资源,从而减少传输时延。分析结果表明,该算法能有效提高高优先级数据流的传输性能。     

低延时无线视频传输中的H.264码率控制算法

针对基于ARQ机制下的低延时无线视频传输,提出了一种有效的信道信源联合码率控制方案。该方案首先利用Markov模型作为无线信道模型来预测估计信道的状态和带宽,并以基于Cauchy分布的率失真模型作为信源模型;然后在帧层设计了一种基于PID控制器的缓存控制算法,即根据预测信道带宽和缓存器状态来分配每帧目标比特数,以提高缓存的控制能力;对于宏块层则在监控缓存器状态的同时,利用基于Cauchy分布的率失真模型,最后通过Lagrange方法来优化分配目标比特数。实验结果证明,该算法不仅能显著提高平均峰值信噪比,并能大幅减少跳帧数目。     

基于CoAP协议的泛在电力物联网拥塞控制算法

泛在电力物联网具有接入节点数多、设备资源受限的特点,易发生网络拥塞而导致电力信息流丢失、时延过大等问题。基于受限应用协议（CoAP）的泛在电力物联网应用层通信架构,提出一种链路稳定性的CoAP拥塞控制（L-CoCC）算法。通过强、弱和失败消息往返时间来确定网络环境状态并平滑估计超时重传时间（RTO）,根据超时重传次数和消息往返时间抖动值,引入下界RTO限制方法和更新老化概念,避免出现不必要的重传。仿真结果表明,相比CoCoA++和CoAP算法,L-CoCC算法能够提升吞吐量和请求成功率,降低平均端到端时延,有效缓解网络拥塞。     

WSN中基于网络编码的最小广播重传算法

为了减少在无线传感网络中数据的重传次数,提高无线传感网的数据传输效率,提高服务质量,文中提出了一种网络编码的广播算法（WMBR）。在该算法中,依据网络接收节点的丢包情况,创建生成丢包的哈希表,选择并生成高效的重传数据包,然后对数据包再进行二次编码,通过这种方法有效地提高了重传效率。经过软件的仿真,结果表明：相比于普通重传方法及现有的算法而言,这种方法能够有效地降低数据包的重传次数,提高了无线传感网中数据通信的效率。     

一种基于动态阈值的TCP超时重传策略

针对传统的TCP拥塞控制算法在发生超时后存在恢复时间长、收敛性差、网络抖动剧烈等问题,在超时重传策略的基础上提出一种基于动态阈值的超时重传算法。该算法不仅使得网络拥塞处理更为平滑,同时可显著提高数据传输效率。实验表明,新策略能明显降低网络振荡,提高网络吞吐量,有利于网络资源的利用。