移动自组网络中采用连通支配集的有效广播技术

广播是移动自组网络(MANET)中的一种常用操作.许多移动自组网络的按需路由协议依赖于它来发现任意两个节点之间的路径.广播也是许多MANET应用中发布信息的重要手段.实现广播的直接途径是洪泛(flooding).然而,在没有有效的控制机制下,洪泛将带来严重的消息冗余、传输冲突和碰撞问题.基于图论中的连通支配集(CDS)概念,提出了一种有效的广播途径.它能较大地减小消息的冗余度,同时保持了洪泛的优点.模拟结果表明,提出的广播途径优于一个基于CDS的分布式算法和一个基于簇(cluster)的途径.     

无线传感器网络中的连通支配集求解算法

连通支配集在无线传感器网络中有着重要的作用,通过对连通支配集的深入分析得到了关于连通支配集的一个新特性,即最小连通支配集是图的一棵包含最多叶子节点的生成树中的非叶子节点的集合。根据这个结论设计了一种全新的连通支配集求解算法,即通过建立一棵含叶子节点较多的生成树来寻找一个较小的连通支配集。仿真实验表明,新算法较前人的算法有明显的改进。     

一种最小连通支配集的分布式广播算法

研究移动自组网络中的广播算法,提出了一种适用于移动自组网络的基于最小连通支配集的分布式广播算法,并证明了新的广播算法与已有算法相比能够更加有效地解决网络采用洪泛(Flooding)方式进行广播时所可能产生的广播风暴问题。同时,算法是基于并行和分布式运行模式的,因此具有很好的扩展性和实用性。     

无线自组网簇间网关支配集优化策略

无线自组网的网关负责簇间信息的转发。逻辑上能和其他簇内节点通信的节点都可以做网关,这些节点相对于簇首节点称为网关支配集。为了减少网关支配集中的冗余网关,给出一种以节点唯一标识权值比较实现优化网关支配集的策略,可以消除簇间的冗余网关,使相交簇间仅存在一个网关,而相邻簇间仅存在一对网关。仿真结果表明,在保证网络连通的情况下,该策略可以有效地减少重播包的比率和广播延时。     

无线传感器网络极小连通支配集算法的改进

无线传感器网络中,基于极小连通支配集的虚拟骨干网的构建使得路由搜索空间集中在支配节点之间,能够有效节省网络资源,减少冗余转发节点。首先提出连通支配集的数学模型。基于WL算法,提出改进的极小连通支配集分布式算法。仿真结果表明,改进算法求得的连通支配集较小,可为无线传感器网络中的路由协议提供通讯基础。     

无线Ad Hoc网络中异构链表支配集算法

首先给出无线Ad Hoc网络的异构圆盘图模型HDG,并分析HDG模型的不同形态;然后设计出一种新的节点双向链表结构,在此基础上,提出一种基于链表结构的异构连通支配集算法C-LDS。该算法通过双向链表结构管理支配集,并通过节点引用的方式来提高支配集节点增加、删除及修改的时间效率,从而得到优化的连通支配集。将C-LDS算法与其他支配集算法进行对比测试,结果表明:在均匀分布以及随机分布的网络场景中,C-LDS所生成的支配集尺寸是最小的;在随机移动的网络场景中,C-LDS的分组投递率是最高的,展现出了较好的异构连通性并且提高了支配集节点的生成效率。     

无线自组织网络中基于蚁群算法结合连通支配集的路由协议

针对蚁群优化(ACO)在无线自组织网络应用的缺点,如搜寻和维护路由信息过程中需要消耗大量的开销和能量。在ACO算法的基础上,提出一种结合连通支配集的混合路由协议。该协议将网络中的连通支配集(CDS)作为集群节点的辅助结构,从前进蚂蚁中获取网络的状态信息,这些信息仅可以通过每个集群头进行广播,从而减少传输蚂蚁数据包所需的开销。为了增加网络的效率,采用伪随机比例选择策略对后向蚂蚁从源节点到目的地节点间的最优路径进行评估。NS-2网络仿真器实验结果表明,与自组织按需距离向量(AODV)路由协议和蚁群优化路由协议相比,提出的路由协议在数据包传输率、网络总体吞吐量和平均端到端延迟等方面均有明显改进。此外,提出的路由协议消耗的网络资源较少,适合节点连接程度比较高的网络。     

无线传感器网络中一种启发式最小连通支配集算法

针对最小连通支配集问题设计了一种具有较高能量效率的启发式算法．算法首先把网络中所有的节点作为最小连通支配集的一个初始解,然后利用启发式修剪策略剔除冗余节点从而减小最小连通支配集的大小,直到没有冗余节点存在．文中将算法分成集中式和分布式两种情况进行了详细讨论．仿真结果表明,由于实现简便,该算法与其他已有算法相比较,在算法复杂性和算法稳定运行时间上有一定的优势．     

无线传感网络中能量均衡的连通支配集算法

连通支配集是无线传感器网络中构建虚拟骨干网络的重要手段.由于支配集中节点的能耗相对其他节点要多,支配集中剩余能量较小的节点决定了虚拟骨干网的生命周期.现有算法或者只是关注构造较小的支配集,或者没有考虑调整能耗极快的支配节点.提出了一种能量均衡的连通支配集算法,基于节点剩余能量和连通度构造支配集,在网络运行过程中根据耗能速度,提前选择候选支配节点,分流负载过重的支配节点.仿真结果表明,新算法能以较小消息开销,有效延长网络寿命.     

一个新的分布式最小连通支配集近似算法

在计算机网络中广泛使用广播来解决一些网络问题,设计有效的广播算法是一项重要的课题。文中提出一种分布地计算网络最小连通支配集的近似算法并给出了它的正确性证明。它只需要网络节点具有局部的网络状态信息,可伸缩性强。通过此算法可以在网络中自动形成一个虚拟骨干网,从而可为网络中的广播和路由操作提供一个有效的通信基础。模拟结果表明,文中提出的算法求得的连通支配集小,能较好地应用于一般网络以及移动自组网络中。     

A Mechanism for Communication-Efficient Broadcast Encryption over Wireless Ad Hoc Networks

Due to its low communication cost, stateful broadcast encryption is an appealing solution for secure content distribution in mobile ad hoc wireless networks (MANETs). Unfortunately, the inherent limitations of MANETs prevent a standard application of such schemes since they require receivers to be online. In this paper, we present a reliable message delivery mechanism for MANETs that is based on erasure codes and that leverages node mobility in order to achieve non-interactive recovery of missed messages. We then show how our mechanism can be used to reliably deliver the key updates of a stateful broadcast encryption scheme. Our solution has several useful properties: it allows trade-offs between the amount of storage required at each node and the speed of message recovery; and it has the ability to leverage the resources of unauthorized nodes. We evaluate the performance of our approach through simulation, and show that it achieves good performance for networks with high node density.     

Ad Hoc 网络和无线传感器网络中连通支配集的分布式构造

Ad hoc网络和无线传感器网络具有广泛的应用,但对于这样自组性的网络须采用分层结构的聚簇来有效管理.通过选择具有支配属性的节点构成虚拟主干以支持路由、广播及覆盖等应用.大部分的研究都集中在高效选择较小的连通支配集.全面阐述了连通支配集构造的研究进展,并依据不同的网络假设、设计目标和性能对超过20种连通支配集的构造算法进行分类和总结.指出这一领域的研究方向.     

无线自组织网络中能量有效的广播与组播

介绍了无线自组织网络能量有效的广播和组播问题,总结了近年来提出的各种能量有效的广播与组播算法及主要设计思想.首先概述了广播/组播技术,分析了其技术难点.然后介绍了自组织网络的通信模型和能耗模型,以及能量有效性的定义和优化目标.最后对现有的研究成果按照能量最小化和最大化生命周期这两个方面进行分类介绍并进行了比较,总结了研究现状中存在的问题、需要进一步研究的内容以及技术发展趋势.     

一个高效的移动自组网广播协议

广播操作是无线移动自组网络中常用的操作,通常采用洪泛业实现。无控制的洪泛会带来大量重复消息,大大降低网络的吞吐率,称为广播风暴问题。鉴此,本文提出了一个高效的广播协议。通过在广播时有选择地转发消息,该协议能大大减少洪泛中的广播开销。模拟试验证明,本文提出的协议性能优于洪泛,可伸缩性强,实现简单,能有效地
地用于移动自组网中。     

基于热点簇的Ad hoc网络拥塞回避算法

Adhoc网络由于其节点具有随机移动性和分布密度不均匀的特征,容易引起网络局部的拥塞,但目前常用的Adhoc网络路由算法大多不具有拥塞响应机制。基于簇的网络结构易于实现对网络及节点的管理,论文定义热点簇,并提出基于热点簇的拥塞回避算法(CMHA),能实现对拥塞的快速响应,达到防止拥塞加剧的目的。算法利用多个节点的状态参数(如MAC延迟,或者缓冲区占有量)判断拥塞,并快速找到一条新的路径避开拥塞区域以降低拥塞区域负载。仿真结果表明此算法满足Adhoc网络中分级结构的要求,明显改善端到端的投递率,节省了能量,保证了服务质量。     

移动自组网中一种网络生存时间最优的广播算法

移动自组网中广播操作的网络生存时间问题一直是备受关注的热点研究问题.现有的研究已经证明,基于最小生成树算法的广播算法能够最优地解决网络生存时间问题.但是,这些研究工作都是基于静止的网络拓扑,从而不适用于一些实际的网络拓扑动态变化的应用场景,如军事通信应用等.因此,针对节点移动导致的网络拓扑变化的场景,本文提出了一种移动...     

移动自组织网络中一种基于多点中继策略的优化泛洪广播算法

多点中继(multipoint relaying,MPR)是一种有效的移动ad hoc网络即时泛洪广播策略.选择尽量少的邻节点以覆盖2跳(2-hop)范围内所有节点是MPR策略的关键.然而现有的基于MPR策略的泛洪算法忽视了转发节点之间所存在的共有邻接关系对结果的影响.在分析转发节点之间连接拓扑关系的基础上,发现尚未被覆盖的2跳节点集合的势(cardinality)可以进一步压缩,从而进一步减少冗余的转发节点.同时,讨论了利用自裁减(self-pruning)提升MPR性能的可能性.据此提出了基于共有邻接关系消除的自裁减辅助MPR优化泛洪广播算法(ECARSP).理论分析和实验结果表明,ECARSP在转发节点数量和网络负载等方面均要优于现有的移动ad hoc网络MPR泛洪算法.     

基于路径冲突测度的Ad Hoc网络冲突最小化算法

提出一种新的冲突测量方法,通过引入测度实现对网络冲突的定量描述,进而给出计算路径冲突测度的算法(PIMA),并在此基础上提出冲突最小化拓扑控制算法(IAPM),由算法IAPM生成拓扑控制子图,该子图在保证网络连通的前提下实现对整个网络的冲突控制,并使得一定的网络环境下全网冲突最小化.仿真结果显示算法降低了网络冲突,在使全网冲突最小化方面有较好的性能.