改进的无线Mesh网路由判据算法及其路由协议

为了改善802.11s无线Mesh网传输过程中因重传次数过大而造成的丢包问题,根据实际无线传输中的网络重传次数特性,提出一种基于最大重传次数的空中传播时间改进路由判据算法.同时为了缓解因单根节点造成的网络拥塞,提高实际场景中边缘节点的传输性能,并保证网络中所有节点使用无线信道资源的公平性,基于树的寻径机制从拓扑结构的角度,提出一种改进的多根节点的混合无线Mesh网路由协议(M-HWMP).理论及仿真结果表明,改进的路由判据算法及路由协议优化了无线Mesh网传输不同数据流时的吞吐量、时延特性,并在一定程度上避免了网络拥塞.     

基于功率控制的无线Mesh网络拓扑控制

针对无线Mesh网络中由于无线信号干扰而造成的端到端吞吐量并不理想问题,提出一种采用功率控制构造无线Mesh网络拓扑的算法,通过调整节点的传输功率到一个合理的水平来降低干扰以提高信道的空间复用度,从而改善网络的吞吐量。结合流量模型和干扰模型计算整个网络的吞吐量。仿真结果表明,该拓扑控制能够提高无线Mesh网络的吞吐量。     

存在自私节点的Ad Hoc网络流量分析

Adhoc网络是一种多跳中继网络,其数据的传输需要依靠中间节点的转发。因此网络中的数据流量便有节点产生流量及节点转发流量之分。由于网络中的自私节点可能会丢弃分组,那么网络中的流量也会受到影响。本文通过对平面六边形网络模型的研究,推导出在节点自私程度不同的条件下节点产生的流量以及节点的转发流量的数学表达式,并且分析了节点自私性对Adhoc网络流量的影响。     

基于沙堆模型的无线Mesh网负载均衡算法

无线网络中广泛使用的基于最短路径路由算法的负载均衡机制,存在部分节点负载过重而导致网络拥塞的问题,严重降低了网络的传输性能;同时,无线网络的广泛部署和应用需求急剧增长,迫切需要对现有的负载均衡机制进行优化和改进。因此,基于沙堆模型的坍塌机制及其改进,提出了一种适用于无线Mesh网络的负载均衡算法,重点设计了负载均衡的触发条件、候选节点集合计算和负载分配机制。仿真结果表明,基于沙堆模型的负载均衡算法在丢包率和吞吐量方面相比同类算法分别改善了10.4%和7%。     

基于Grover搜索的无线Mesh网流量均衡路由算法

在无线Mesh网(WMN)应用中,用户通过Mesh网关接入到Internet,这种结构容易导致不同位置的Mesh路由器通过的流量不均衡,使部分路由器成为瓶颈,从而影响网络的性能和用户的服务质量(QoS)。针对这一问题,提出了一种基于Grover量子搜索算法的无线Mesh网流量均衡路由算法。算法中利用了量子计算的并行性,根据流量均衡函数模型构建了操作矩阵,通过Grover迭代获得流量均衡路径。仿真表明,算法选择的路径可以有效地平衡无线Mesh网流量,使每用户获得的最小带宽最大化,执行效率也优于同类算法。     

无线Mesh网中QoS流量均衡策略研究

由于现有的无线Mesh网路由研究多寻求当前时刻的最优路径,缺少流量均衡机制,影响了网络资源的使用效益。针对这一问题,提出基于QoS的流量均衡策略。通过研究蚁群算法,重新定义启发信息和信息素更新规则,将节点和链路负载加入到路径选择的权衡因素中;同时,考虑到Mesh节点到骨干网的通信,提出针对网关节点的流量均衡机制。改进算法以业务QoS要求作为约束条件,使路径规划倾向于负载度低的链路和节点,为后续业务的路由选择提供良好的网络环境。实验结果表明,随着数据量的增多,该算法始终可以保证业务QoS,实现了严格的QoS约束,并且能有效提高链路利用率,在路由质量方面优于中心节点法和改进信息素法。     

基于标识的无线Mesh网络接入认证协议

为解决无线Mesh网络节点高效、安全入网认证的问题,提出了一种新的基于标识认证的无线Mesh网络接入认证协议.该协议针对无线Mesh网络的特点,将标识认证体制引入到无线Mesh节点接入认证当中,并在标识认证的基础上一次性完成了入网节点的双向身份认证、网络认证和空口密钥的建立3个步骤.简化了认证的流程,减少了认证的时延,达到了分布式认证的效果,为大规模的节点接入提供了一种新的认证方案.通过BAN逻辑形式化方法证明了协议的安全性,通过效率分析说明了协议的高效性.     

一种负载均衡的RPL多路径数据传输机制

低功耗有损网络路由协议(RPL)由于负载不均衡导致节点能耗失衡。为此,提出一种RPL多路径数据传输机制。在网络拓扑构建过程中依据数据传输代价选出每个节点的最优多父节点集。结合无线链路质量、节点剩余能量、节点缓存占用率以及中继节点的子节点数量等度量,设计一种数据流量分配度量标准,基于该度量标准提出能够最大化均衡网络负载的流量分配策略,以获得最优数据传输方案。仿真结果表明,相对RPL、ELT-RPL机制,该机制能够最大化地实现负载与节点能耗均衡,延长网络生存时间并提高路由可靠性。     

无线传感器网络路由中合作性重复博弈模型的研究

无线传感器网络中,节点能耗、路径可靠度以及节点的死亡时间是传感器网络路由需要考虑的关键因素.为了提高能量利用率和传感器网络收益,在节点理性且自私的条件下,运用博弈论方法提出了一种基于节点合作的数据包发送/转发的重复博弈模型,设计了一个与路径连通度和节点能量消耗有关的收益函数,采用惩罚机制使重复博弈模型存在子博弈精炼纳什均衡,降低了自私节点背叛的可能性.实验结果表明:采用惩罚机制的重复博弈能够提高网络的收益,同时也提高了网络吞吐量,任何自私节点的不合作行为都导致节点的能量浪费和节点的整体收益下降.     

无线传感器网络中一种层次分簇算法及协作性分析

无线传感器网络是传感技术、计算技术和通信技术的融合.由于传感器节点的能量限制,能量有效性是设计无线传感器网络所关注的一个主要内容,并且已成为一个最大的挑战.提出了一种网络拓扑算法--一种动态、能量有效的层次分簇算法(DEEH).与其他算法不同,该算法无须知道传感器节点的任何本地信息.该算法可应用于更实际的大规模无线传感器网络,如节点具有不同的能量等级、不同的传输半径.将DEEH算法与经典的分簇算法LEACH相比较,仿真结果表明:当网络节点密度很大时,DEEH优于LEACH.同时,还考虑了网络中存在自私节点的情况,并分析了自私节点对网络分簇所带来的影响.在DEEH算法中引入机制设计理论,以克服网络中自私节点的影响.实验结果表明:采用机制设计理论,自私节点的占优策略真实地报告它们的能量.这一策略延长了网络的寿命,保证了拓扑结构的稳定性.     

Merkle树遍历机制的改进及应用研究

无线Mesh网络的网络结构导致了无线Mesh网络具有更多的安全隐患.其中数据完整性校验是保障无线Mesh网络通信安全的一个重要方面,而Merkle可信树适用于批量数据验证.研究无线Mesh网络的安全特点,并研究Merkle可信树数字签名技术.研究表明,在Merkle可信树应用中,遍历可信树计算认证路径节点值需要消耗大量的时间.Merkle可信树的遍历算法的效率是影响Merkle可信树数字签名的关键.在研究的基础上,提出了一种改进的Merkle可信树遍历算法,并将改进后的Merkle可信树应用于无线Mesh网络的数据完整性校验机制.     

基于赤字轮询算法的无线Mesh网络公平性研究*

无线Mesh网络在负载较重时会出现严重的空间不公平现象,即远离网络中心的节点很难将其数据传送到网关。赤字轮询算法能够保证节点数据传输的公平性要求,但却存在吞吐量平均化的问题。在分析无线Mesh网络公平性问题的基础上,提出基于最小均方的动态赤字轮询算法,其核心思想是动态调整轮询权重值。仿真在IEEE 802.11 DCF机制下将所提出的算法与传统的赤字轮询及弃尾算法进行比较,结果表明,所提出的方法能够保证吞吐量需求不同的业务流之间的公平性,并使网络总吞吐量获得提高。     

基于混合无线网状网协议的改进算法研究*

HWMP提供了两种路由模式,分别是以树状路由(TBR)为基础的先应路由模式和以AODV为基础的按需路由模式.然而这个协议存在着许多问题,如可扩展性较差、效率较低、根是网络故障点,当网络业务繁重时,数据包的碰撞和丢失增加.提出一种混合无线网状网协议的改进算法来解决以上问题.在Mesh网络内部.改进后的协议能够使源节点快速...     

基于改进蚁群算法的无线Mesh 网QoS 路由算法研究

目前,无线Mesh网络正成为无线网络研究中的一个热点。Quality of service（QoS）是无线Mesh网络中的一个非常重要问题,而QoS路由技术是解决这一问题的关键技术之一。本文就蚁群算法进行研究和改进,并将改进后的算法应用于无线Mesh网络QoS路由问题,进而提出了无线Mesh网络QoS路由算法,通过实验证明该算法能够对QoS提供较好的支持。     

无线Mesh网络中节点分级协作缓冲机制研究

在无线Mesh中,由于每个节点缓冲的数据量不同,可能会造成某些节点的缓冲区利用率低,某些节点因为缓冲任务繁重而进行频繁的数据置换操作,从而造成节点存储空间使用不均衡,降低数据缓冲的效率。提出了一种基于节点分级管理的协作缓冲算法,该算法为网络中的每个节点在网络中构造一个分布式缓冲区域,利用该缓冲区域来替代节点本身的缓冲区,通过合理地利用每个节点的存储空间,增加单个节点的数据缓冲能力。理论分析和实验结果表明,该算法可以有效提高数据访问命中率,减少缓冲区数据的置换操作,降低节点的能量消耗。     

基于跨层设计的CLRM-HWMP路由协议研究

在研究HWMP路由协议的基础上引入跨层设计方法,综合考虑数据链路层的数据帧传输成功率DFTE(Data Frame Transmission Efficiency)、网络层的可用带宽和节点跳数作为跨层路由度量值CLRM(Cross-Layer Routing Metric),提出一种综合路由判据的跨层路由协议CLRM-HWMP路由协议.该协议有效解决单一的路由量度判据在提高无线Mesh网络性能方面的局限问题.通过NS-3仿真工具对无线Mesh网络中的HWMP路由协议和提出的CLRM-HWMP跨层路由协议进行分析对比,实验结果表明:提出的CLRM-HWMP路由协议有效降低了节点间端到端时延、提高了数据包投递成功率和网络吞吐量.     

Wimax Mesh模式安全机制研究

IEEE802.16标准（WiMAX）作为一种先进的无线空中接口技术,同样面临着不可规避的无线网络安全问题。在其定义的两种网络模式——PMP模式和MESH模式,特别是在其没有完全定义的MESH网络结构中存在着安全问题。这篇文章将针对该标准定义除PMP模式外的另一种网络结构MESH模式下的安全机制进行分析和研究。通过对MESH模式下的安全分析,本文对原有的安全机制进行了改进。     

基于无线Mesh网络的煤矿应急救援系统设计研究

针对煤矿井下巷道特点,指出煤矿井下无线Mesh网络适于组建链状网络拓扑结构,并应结合巷道具体环境进行电磁波衰减理论分析和节点间距设计;针对现有的路由协议不能满足煤矿井下无线Mesh网络链状拓扑结构的要求,结合MIC判据,提出了一种反应式路由协议与先验式路由协议相结合的方法;在此基础上,给出了基于无线Mesh网络的煤矿应急救援系统的整体结构及特点。实验结果表明,把无线Mesh网络应用到煤矿应急救援系统中,提高了救灾工作的安全性、可靠性及灵活性。