一种基于最短路径树的无线Ad hoc网络拓扑维护算法

该文主要研究了无线Ad hoc网络中节点失效的情况下,如何维护网络的连通性和拓扑的性能,并且尽可能地降低拓扑维护的开销。提出了基于最短路径树的拓扑维护算法。该算法在拓扑变化时首先触发失效节点的邻节点响应(即重新运行拓扑控制算法),在不增加额外通信开销的情况下,响应的节点根据相互发送的Hello分组来判断网络是否连通;如果不能确定网络是连通的,再触发失效节点的其它可达邻近节点响应。仿真研究表明,算法显著地减少了拓扑维护的开销,维护后的拓扑结构在功率有效性和功率扩展因子等方面也取得了好的性能。     

WSNs中基于能量代价的最小权和支配集拓扑控制算法

该文针对无线传感器网络中最小连通支配集拓扑并非网络耗能最小拓扑的问题,定义由节点剩余能量,邻居个数和通信代价构建的能量代价函数综合反映支配节点的能量效率以及对降低网络整体能耗的贡献,进而以其作为拓扑权值,提出一种基于能量代价的最小权和连通支配集拓扑控制算法。算法选取局部最小权值节点担负支配任务,搭建整体权和最小的支配集,最小化网络整体能耗。实验结果表明,算法不仅具有节能的特点,还确保了通信链路的可靠性,有效延长了网络生命周期。     

支持网络编码的认知无线自组网拓扑控制算法

对认知无线自组网中有限的带宽进行研究,提出支持网络编码的拓扑控制算法。算法分为3个阶段：初始拓扑构建阶段,利用最短路径算法为单播业务构建拓扑,利用基于网络编码的最短路径算法为多播业务构建K冗余拓扑;拓扑优化阶段,通过逐条删除满足一定条件的链路优化拓扑;拓扑恢复阶段,针对关键点失效,利用与失效链路不在同一路径簇且开销最小的链路恢复网络连通。仿真结果表明,算法能够提高无线资源复用率,增强网络抗毁性。     

链形结构的蓝牙分散网拓扑构成算法与性能仿真

提出了一种新的链形结构的蓝牙分散网拓扑构成算法：所有蓝牙节点均以0．5的概率进入查询或查询扫描状态，同时地进行点对点的连接，形成尽可能多的临时皮网，再反复通过各种形式的合并与重组形成更大的皮网与多个皮网形成的组，直至最终形成仅有一个组的链形结构的分散网。仿真与性能分析表明：该算法实现简单，形成的分散网具有较少的皮网数目、较小的各节点角色的平均数与较小的节点最大度数、网络创建时间较短、拓扑动态维护方便、各节点无需均在通信范围内等优点。该算法适用于蓝牙分散网的拓扑构成。     

基于多跳中继转发的簇头拓扑维护算法研究

文章借鉴簇头节点与汇聚节点之间多跳中继转发数据的构想,重点针对拓扑维护的簇头重新选举,提出了一种以能量和节点距离综合考虑的数据中继转发的簇头维护算法。仿真证明该算法有效节约了节点工作耗能,达到了节点能量均衡的效果,使数据通信消耗的能量最低,从而减少了节点能耗,优化了网络拓扑结构,延长了网络生命期。     

无人机编队信息交互拓扑多目标优化

无人机编队信息交互拓扑优化对于提高无人机集群任务执行的协同性和通信传输效率具有重要意义。首先,提出无人机编队剩余能量不均衡度指标,在编队通信链长的基础上,将网络延迟影响因素、剩余能量不均衡度纳入无人机编队信息交互拓扑的生成体系中,综合考虑多个目标优化无人机集群信息交互拓扑;然后,通过构建满意度偏差隶属度函数,建立目标规划模型实现多个目标的综合;同时,在拓扑生成中采用多叉树结构进行分级,并改进人工蜂群算法求解模型,可以支持较大规模无人机的协同;最后,通过16架无人机组成的编队进行仿真分析,验证了模型的合理性及算法的有效性。     

有向扩散的无线传感器分簇路由协议

在无线传感器网络中,一种合理的路由算法对提高网络寿命有着非常重要的作用,基于传统的分簇路由协议LEACH,以延长网络寿命和提高网络通信质量提出了一种新的路由算法.这种路由算法引入了有向天线的使用.算法在定向传播的基础上不但节省了网络能量,并且灵活的簇群配置,簇头交换策略使得这个新的算法不局限于特定拓扑分布无线传感器网络.算法的创新点在于利用天线的方向形成簇群,同时达到了在数据传输时能量节省和网络路由变化通信开销减少的目的.     

基于联盟图博弈的地下空间无人机应急通信网络拓扑控制算法

地下空间灾害事故对极端环境下应急通信网络快速重组与灾情信息实时回传提出了严峻挑战,亟需构建具备按需动态重构、快速响应能力的无人机(UAV)应急通信网络。针对拓扑快变等动态不确定性造成的网络连通性频繁失效等问题,该文利用图论对时变拓扑的关键信息提取简化后,将联盟博弈（CG）引入时变拓扑图,提出一种基于联盟图博弈的自适应拓扑控制算法（CGG-ATC）,通过协同决策建立远程传输链路（LLs）维护拓扑连通性。仿真结果表明,与其他现有算法相比,该算法能更好地实现拓扑连通性、平均传输时延与链路损耗3种性能之间的权衡优化。此外,该算法具有较快的收敛速度,能支持灾后动态不确定场景下组网决策随拓扑快变弹性适变。     

一种基于拓扑势的虚拟网络映射算法

该文针对现有的虚拟网络映射算法对网络中节点的拓扑属性考虑不够周到,导致其请求接受率和收益开销比较低的问题,将物理学里的场论思想引入了虚拟网络映射,并提出一种基于拓扑势的虚拟网络映射算法。该算法在节点映射阶段,通过计算节点的拓扑势、节点的资源能力、待映射节点与已映射节点之间的距离,将虚拟节点映射至最佳的物理节点。在链路映射阶段,通过计算物理路径的可用带宽和路径跳数,将虚拟链路映射至最佳的物理路径。仿真实验表明,该算法在多种虚拟网络到达强度下的请求接受率和收益开销比均优于当前的虚拟网络映射算法。     

大规模服务覆盖网拓扑设计

针对大规模服务覆盖网拓扑设计方法构建效率低的问题,该文提出了以带宽容量为约束条件,基于多商品流的线性规划模型和实现算法,以降低构建算法的时间与空间复杂度。仿真结果表明,该算法在大规模网络情况下,构建效率和资源利用率有显著提高。     

Efficient distributed address assignment algorithm based on topology maintenance in ZigBee networks

Adopting the borrowed address algorithm can decrease the orphan nodes in ZigBee networks that use distributed address assignment mechanism （DAAM）. The existing borrowed address algorithms can increase the success rate of address assignment, but they have defects such as greater cost of overhead and time in founding network caused by breaking topology. To solve such problems, we propose an more efficient distributed borrowed address assignment algorithm based on topology maintenance （A2BTM） that has a topology maintenance function. It borrows address firstly from the offspring nodes in the same branch for the orphan nodes and replies distributed the request of the borrowed address message immediately, to maintain the network topology and decrease the overhead and time spent on the mechanism of borrowed address. Theoretical and simulation analyses manifest that AZBTM algorithm outperforms DAAM and its improved algorithms in terms of the overhead and time spent in founding network, on the premise of keeping a higher success rate of address assignment. Furthermore, A2BTM can lessen the influence from detour phenomenon efficiently.     

基于计时器的最小连通支配集生成算法

在分簇的MANET中,基于计时器思想提出最小连通支配集生成算法,实现动态拓扑下骨干网构建与重构,证明了算法正确性。仿真结果表明,该算法能以少量消息开销,生成较小连通支配集,快速调整骨干网适应拓扑变化。     

自适应高效无线传感器网络时间同步优化算法

针对无线传感器网络全网多跳自适应时间同步效率低的问题,在接收端与接收端同步模型基础上,该文提出一种自适应高效无线传感器网络时间同步优化算法(AEO)。首先,双节点同步时,从节点接收来自参考节点的同步消息并进行确认,在同步周期结束后通过拟合估计和数据更新完成时间修正,构建交互参数同步包,并与主节点进行信息交换完成同步过程。其次,全网同步时,建立Voronoi多边形拓扑结构,认定拓扑结构中参考节点和邻域节点身份(ID),参考节点覆盖区域间通过邻域节点交换同步信息,实现自适应多区域节点联合时间同步。仿真结果表明该算法在双节点时间同步中能够保证同步误差较小,网络能耗较低;同时,Voronoi拓扑相较于其他典型拓扑,在连通效率和收敛时间方面均有所改进。     

Topology Management for Improving Routing and Network Performances in Mobile Ad Hoc Networks

A distributed topology management algorithm based on the construction of a forest from the topology of the network is proposed. In this algorithm, each tree of the forest forms a zone, and each zone is maintained proactively. As a result, the network can be seen as a set of non-overlapping zones. We introduce the concept of quality of connectivity for extracting the links connecting the pair of best nodes, and use this quality to construct the forest. We characterize the behaviors of the proposed topology management algorithm under various network density. We study the effect of the topology management on the performance of an ad hoc routing protocol. The results demonstrate that the performance of routing can be significantly improved with the help of topology management.     

具有位置感知和语义特征的P2P网络模型

 非结构化P2P网络中常用的泛洪搜索方法造成了严重的通信消耗.提出一种基于位置感知和语义的P2P网络模型,在覆盖网络的构建过程中考虑底层的物理网络拓扑,同时兼顾拓扑结构与共享资源之间的相关性.该网格模型基础上,给出了语义搜索算法.实验结果表明,提出的网络模型能够减少覆盖网络与底层物理网络拓扑不匹配带来的网络开销,并且在查找性能和网络开销之间取得了良好的平衡.     

An energy‐efficient localized topology control algorithm for wireless ad hoc and sensor networks

Topology control plays an important role in the design of wireless ad hoc and sensor networks and has demonstrated its high capability in constructing networks with desirable characteristics such as sparser connectivity, lower transmission power, and smaller node degree. However, the enforcement of a topology control algorithm in a network may degrade the energy‐draining balancing capability of the network and thus reduce the network operational lifetime. For this reason, it is important to take into account energy efficiency in the design of a topology control algorithm in order to achieve prolonged network lifetime. In this paper, we propose a localized energy‐efficient topology control algorithm for wireless ad hoc and sensor networks with power control capability in network nodes. To achieve prolonged network lifetime, we introduce a concept called energy criticality avoidance and propose an energy criticality avoidance strategy in topology control and energy‐efficient routing. Through theoretical analysis and simulation results, we prove that the proposed topology control algorithm can maintain the global network connectivity with low complexity and can significantly prolong the lifetime of a multi‐hop wireless network as compared with existing topology control algorithms with little additional protocol overhead. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

保证航电波分复用网络实时性的虚拓扑设计

针对航空电子波分复用网络消息的实时性要求,对航空电子网络的结构进行了研究,分析了在该网络中造成消息延迟的主要因素为转发延迟。进而对航空电子网络建模,根据WDM网络的资源特性进行拓扑的约束,提出了基于综合考虑虚拓扑跳数以及消息的带宽保证为目标的线性规划算法,在此基础上给出了大型网络的一个启发式算法,采用该线性规划算法对NSFNet网络拓扑进行了仿真验证。仿真结果表明,综合考虑虚拓扑跳数和消息带宽能减少消息的延迟,保证了网络实时性。     

基于分层自治域空间信息网络模型与拓扑控制算法

针对空间信息网络结构复杂、拓扑动态变化以及空间尺度大等特点,提出一种面向空间信息网的分层自治域模型。该模型根据节点属性、链路能力、任务特点、分布区域等不同,将整个网络划分为不同的自治域和子自治域,各域内可采用相对独立的控制策略,从而将子网间各动态因素解耦合。然后,基于该分层自治域模型,提出了一种最小化时延的拓扑控制算法。与现有的集中式和分布式拓扑控制方法不同,该算法采用混合式方法,将控制信息约束在相邻子自治域范围内,既保证了网络的连通性,又减少了控制信息的开销。理论分析表明,若网络的物理拓扑是k连通的,则该算法得到的拓扑控制结果一定是k连通的。仿真结果验证了理论分析和所提出算法的有效性。