基于梯度阈值和时延的定向扩散路由协议

针对定向扩散(DD)路由协议节点能量开销较大的问题,提出一种改进的DD路由协议,用于对探测分组的洪泛扩散进行分布式优化。通过定义梯度阈值限制源节点及每个转发节点的扩散广度,利用设定路径时延参数的方式控制扩散深度。仿真结果表明,改进协议能减少建立梯度时的数据信息包数量,提高节点能量利用率。     

无线传感器网络路由协议分析与改进

定向扩散(directed diffusion,DD)协议的兴趣扩散和发送探测分组数据阶段,采用的洪泛方式能量开销较大.先对定向扩散协议进行研究分析,提出利用节点的区域信息控制兴趣数据包的转发和通过最佳跳数值控制探测数据的扩散范围.最后通过仿真验证改进的定向扩散协议具有更好的节能性和适应性.     

一种自适应调整兴趣包转发概率的路由协议

DD协议是一个经典的无线传感器路由协议。针对该协议能效方面的不足,提出一种能量高效的协议——自适应数据转发扩散协议（ADTDD）。通过自适应地控制节点的转发概率实现能量的高效利用。理论和仿真结果表明,与传统的DD协议相比,ADTDD协议降低了网络节点的能量消耗,延长了网络的生存时间。     

WSN定向扩散路由协议的改进和实现研究

定向扩散路由协议（DD,Direeted Diffusion）是一种以数据为中心的典型的无线传感器网络路由协议,通信过程中,其采用传统的泛洪方式,会导致网络能量的大量开销。本文提出一种根据节点的信号辐射角度来发送兴趣,相邻节点只有在信号辐射角度范围内才能}I起兴趣扩散,否则拒绝兴趣扩散,以此降低网络能量消耗。改进后的定向扩散路由协议,通过仿真结果分析,与传统的定向扩散协议相比较,能缩小参与兴趣扩散的节点数目,缩小兴趣报文泛洪范围,减少了网络能量开销,延长整个网络的生命周期。     

一种改进的无线传感器网络定向扩散协议

针对定向扩散协议发送探测数据分组阶段的能量消耗,对定向扩散协议进行了改进.该算法考虑了节点的剩余能量,在转发数据包之前,对转发该数据包所需的能量和邻居节点的剩余能量进行比较,选择剩余能量足够的邻居节点作为转发节点.仿真结果表明,该算法能有效地减少因节点能量不足而产生的丢包和重传,从而节省网络的总体能量消耗,延长了网络的寿命.     

基于蚁群算法的定向扩散算法研究

无线传感器网络中定向扩散算法周期性地进行探测分组扩散时采用的是洪泛方式,这样会给网络带来巨大负载,严重影响网络的传输性能。提出一种改进的蚁群算法并将其应用于定向扩散协议中,算法中将定向扩散中的梯度建立在蚁群的信息素与网络节点剩余能量基础上,在寻找优化路径的同时,使网络节点能量得到均衡消耗。通过仿真实验验证了新方法的可行性,仿真结果表明新方法有效地控制了网络节点能量的均衡消耗,延长了整个网络的生存周期。     

基于网络编码的定向扩散路由协议

提出一种新的基于网络编码的无线传感器网络定向扩散路由协议。在定向扩散路由建立的过程中利用随机线性网络编码,使中继节点对收到的分组进行网络编码后再转发,以减少网络中分组传输的次数,优化网络带宽利用率。基于网络仿真平台NS2的仿真结果表明,新协议的网络性能得到有效改善,节点的平均剩余能量和网络吞吐量有显著提高。     

能量平衡和延迟约束的水声网络路由协议

水声网络路由协议是水声网络研究的一个热点问题。水声网络路由协议面临着节点能量有限、带宽窄、高传播延迟等的限制。本文从能量和延迟角度出发,设计了一种能量平衡和延迟约束的路由协议。该协议通过感知周边节点能量和负载,使得节点在选择转发节点时尽量选择剩余能量高的节点,同时在网络负载较高时能有效避开网络拥塞区域,从而在能量均衡的同时降低数据包的端到端延迟。     

基于定向扩散路由协议的改进

在无线传感器网络中,节点能量有限决定了路由协议需要高效利用能量.基于定向扩散协议在能量方面的不足提出一种改进协议DD-OH.采用自由空间模型,通过最佳跳数值控制探测数据的扩散范围,增强能量的高效利用.理论分析和仿真结果表明,与传统的定向扩散协议相比,改进的协议有效地减少了网络中节点的平均耗能,有利于延长节点和网络的工作寿命.     

DDRLD：支持局部扩散的定向扩散算法*

在定向扩散协议中,中间节点以泛洪的机制向网络中的所有邻居节点转发接收到的兴趣报文,导致网络能源的浪费。为此,提出一种支持局部扩散的定向扩散算法DDRLD。它通过设置梯度扩散深度阈值,缩小了兴趣报文扩散的范围,降低了网络中传输的数据量;通过设置节点剩余能量门限值,增加了每个节点被选取为转发节点的概率,延长了节点的平均工作时间,改善了网络负载平衡。仿真结果表明DDRLD大大缩短了数据报文端到端的平均延迟,降低了网络功耗,增加了网络生存时间。     

三维网络拓扑结构的水声传感器网络MAC协议

水声传感器网络Underwater Acoustic Sensor Network(UWASN)由于其广阔的应用前景,近年来逐渐被人们关注。然而由于水下环境的限制性,水声传感器网络具有其一些独特性。例如,与二维的陆地传感器网络不同,水声传感器网络是三维的。如今,现有的介质访问控制Medium Access Control(MAC)协议大多是针对二维无线传感网络,很少有基于三维水声传感器网络的 MAC 协议。针对水下三维网络,提出了基于三维网络拓扑结构的水声传感器网络 MAC 协议。该协议将网络中的节点生成树结构,并利用子节点与父节点之间的关系,通过动态节点算法实现三维动态的水声传感器网络。此外,详细分析了节点间的碰撞并有效解决各种碰撞,从而大大提高了信道利用率。通过仿真软件对比不同协议在同一网络拓扑中的实验结果,证实文中协议能够有效节约大量能源。     

多水下机器人水声网络仿真框架设计

为了满足多水下机器人系统的仿真需求,根据水声信道和水声通信机模型,设计了一个基于局域网的水声网络通信协议仿真框架。该框架能够为分布式交互的水下机器人网络提供一个共享的虚拟水声信道,模拟通信协议在多个水下机器人节点上的运行情况。最后给出的是一个典型网络拓扑下ALOHA协议的仿真结果。     

基于簇的水声传感器网络的安全认证协议

近年来,基于簇的水声传感器网络得到广泛应用。由于水声传感器多用于军事行业,使得提高水声传感器网络的安全性变得十分重要。针对提高水声传感器网络安全性这一问题,提出了结合ECC Diffie-Hellman密钥交换、一元高阶多项式、双线性映射和哈希函数的安全认证协议。经过分析,该协议满足了认证、访问控制、数据保密性、数据完整性和不可否认性等安全需求。结合BAN逻辑进行形式化分析,证明该协议是安全的;同时,将协议的两个阶段分别与同类型认证协议进行对比,实验结果表明,所提协议的性能在时间或者空间上有所提升。     

基于Q学习的蚁群优化水声网络协议

针对水声通信中数据传输延时高且动态适应性弱的问题, 提出了一种基于Q学习优化的蚁群智能水声网络路由协议(Q-learning ant colony optimization, QACO). 协议包括路由行为和智能决策部分, 在路发现和维护阶段, 依靠网络智能蚂蚁进行网络拓扑环境的构建和节点之间的信息交换以及网络的维护. 在Q学习阶段, 通过定量化节点能量和深度以及网络传输延时学习特征作为折扣因子和学习率, 以延长网络的生命周期, 降低系统能耗和延时. 最后通过水声网络环境进行仿真, 实验结果表明QACO在能耗、延迟和网络生命周期方面都优于基于Q学习辅助的蚁群算法(Q-learning aided ant colony routing protocol, QLACO)和基于 Q-learning 的节能和生命周期感知路由协议(Q-learning-based energy-efficient and lifetime-aware routing protocol, QELAR)和基于深度路由协议 (depth-based routing, DBR)算法.     

基于概率的水下传感器网络CDMA编码分配算法

水下传感器网络采用声波进行通信,具有高时延、低带宽、高误码率等特点,使得适用于无线电信道的MAC协议无法直接应用于水声信道,给水下传感器网络协议的设计带来了很大的挑战．因此,我们提出了一种可以较高概率避免扩频码冲突的分布式的基于概率的水下传感器网络CDMA编码动态分配算法．该算法不需要精确的时间同步,并且能够动态适应水下传感器网络拓扑结构的变化,适用于基于发送端的编码分配和基于接收端的编码分配．仿真实验表明,与传统的编码分配方式相比,我们的算法突出了节点的个性化,进一步降低了冲突的风险．     

基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议

近年来,水下物联网和海洋物联网已经成为一个热门的研究方向,水声传感器网络路由协议作为海洋物联网的重要组成部分也得到研究人员的广泛重视。因此在HH-VBF协议的基础上,提出一种基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议——ES-HH-VBF协议。ES-HH-VBF协议在保留了将下一跳节点的位置信息作为计算节点转发因子的参考值的基础上,引入了节点剩余能量改进节点转发因子的计算方式,以此来均衡网络中的能量消耗;并且还将预设的距离阈值由HH-VBF协议中的固定值改为根据节点剩余能量变化的动态值,从而可以动态地控制数据冗余。为了验证ES-HH-VBF协议的性能,在水下传感器网络仿真器Aqua-Sim上对HH-VBF协议和ES-HH-VBF协议的性能进行了对比分析。仿真结果表明,随着节点发包间隔的增加,ES-HH-VBF协议的包传递率比HH-VBF协议的包传递率高4.2%左右,网络平均时延比HH-VBF协议低11.3%左右,网络平均能耗比HH-VBF协议低8.2%左右。通过对ES-HH-VBF 协议和HH-VBF协议的仿真实验分析可知,ES-HH-VBF协议在提高数据包传递率、降低平均能耗和降低平均延时方面具有较大优势。     

适用于水声传感网络的多链路传输MAC协议

针对水声传感网络存在的高时延、低信道利用率等问题,提出一种新的多链路传输介质访问控制协议.该协议节点通过RTS/CTS握手协议交互时延信息和传输计划,实现多条链路传输数据.在汇聚节点接收多个节点的数据时,汇聚节点根据节点的时延和接收的数据帧大小规划节点之间的发送顺序,避免传输冲突造成的能量损失和低信道利用率,同时为得到...     

基于嵌入式技术的水声传感网和#br# VHF通信网络的互联网关设计

针对水上船舶用户对水下网络监测存在长延时和高费用问题,结合水声传感网特点和水上船舶常用VHF通信设备,采用嵌入式技术,提出一种面向水上船舶用户的水声传感网和水上VHF通信网的无线网关设计方案,对网关的软硬件系统进行设计。仿真结果表明,嵌入式网关实现了水声传感网和VHF通信网的互联互通,具有较高的理论与实际应用价值。     

水声通信网络设计与OPNET平台下仿真

水声通信网络是当代海洋研究、海洋资源勘探和开发、海洋环境立体监测、地震海啸监测和战术监测等水下系统无线信息传输的主要手段,但其性能受水声信道特性影响严重。采用OPNET对水声通信网络节点模型与分层协议进行设计与实现,包括基于MC-CDMA的多用户检测以及基本CSMA/CA机制的信道握手流程与网络分配向量（NAV）帧冲突处理机制等。同时建立并测试了一个包含1个主节点与4个传感器节点的水声通信网络,仿真结果表明设计的水声通信网络能够更好的克服冲突,减少数据包重发,从而获得更高水声通信网络的吞吐量,减少端对端传输延时与能量消耗。