能量感知的无线传感器网络多路径路由研究

针对现有多路径路由协议AOMDV的不足,提出了适用于无线传感器网络的能量感知多路径路由协议IMEA.IMEA在建立链路不相关的多路径时能优先建立节点不相关的多路径,在主路径失效时能优先选择与主路径共用节点最少的作为次优路径,而能量感知的路径选择策略能均衡网络中节点的能量消耗,实现数据传输路径的低能耗.对IMEA进行了仿真实验,结果表明IMEA有效延长了网络的生存时间.     

无线传感器网络一种不相交路径路由算法

无线传感器网络经常被用来采集物理数据,监测环境变化.由于低功耗无线通信不确定性、链路质量不稳定性以及节点失效等问题,传感器网络很容易导致路由数据包丢失.为了提高网络路由的可靠性,人们提出多路径路由算法.多路径路由中源节点到目的节点的多条路径可能含有公共节点,或者公共边,如果公共节点或者公共链路失效,则这个数据包也丢失,因此又有人提出不相交多路径路由算法.不相交多路径路由算法又分为链路不相交多路径路由算法和节点不相交多路径路由算法.提出了一种不相交路径路由算法,可以将感知节点采集到的数据通过不相交路径传送到汇聚节点,提高路由的可靠性.而且,这个算法还可以很方便地应用到多Sink节点的网络当中.该路由算法用到的路由表大小为|K|,其中|K|表示路径数.算法的运行时间复杂度是O(|L|),其中|L|表示网络中的边数.     

移动WSN节点不相交多路径路由算法

针对移动无线传感器网络不相交多路径路由中的路径断裂问题,提出基于HSV色彩空间的节点不相交多路径路由算法。采用HSV色彩空间模型为每条链路建立数值化的（h,s,v）三元组,使其属于不同的色彩平面,以寻找从源节点到目标节点的多条节点不相交路径。针对节点移动问题,设计基于可变时间间隔链路接收信号强度指示值探测的不相交多路径维护机制,该机制无需借助地理位置信息。实验结果表明,当使用3条路径传输时,该算法的数据传输成功率可达到80％以上,而对比的经典算法均低于70％。此外,其在网络吞吐量、能量消耗等方面也具有较好的性能。     

基于蚁群算法的能量有效的传感器网络可靠路由协议

针对传统的多路径方法在网络生存时间方面表现的不足,提出了一种基于蚁群算法的新方法.该方法在路径选择时不仅考虑了路径的最优性也即最小跳数,而且还把节点的剩余能量作为路径选择的依据.在发送数据时,基于概率选择其中的一条路径,避免始终使用一条路径传送数据以防止该路径上的节点能量耗尽,网络中各节点比较均衡地消耗能量.因此,该方法有效的延长了网络生存时间.最后,基于TOSSIM的仿真结果表明,该方法与已有的不相交多路径方法和缠绕方法相比,网络可靠性较高,网络生存时间较长.     

无线传感器网络基于簇的数据传输可靠性研究

在无线传感器网络中,采用多路径传输方法作为保证可靠数据传输的主要手段.但是,如果对所有收集到的数据都采用多路径同时传输则会耗费大量节点能量.因此,需要使用路径选择策略,区分服务方案.提出基于区分服务方案的多路径数据传输算法CBMMA(Cluster Based Multi-hop Multi-Path Routing Algorithm).一般情况,对数据传输的可靠性要求并不高.为节约资源,在簇间多条不相交路径中,源节点根据概率选取其中的一条路径进行传输数据;一旦紧急事件发生,为收集到紧急事件数据,源节点将同时启动所有到Sink节点的不相交路径进行传输,以提高紧急性数据传输的可靠性,从而满足用户监测突发事件的可靠性要求.仿真实验表明,该算法比LEACH的数据传输有更好的可靠性.     

无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由

针对节点能量分布不均匀的无线多媒体传感器网络中大数据量传输问题,提出一种无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由算法EACM。该算法通过平衡路由节点间剩余能量差异,调节多路径聚集程度来均衡网络能耗减少数据包在路径上的延迟。仿真结果表明EACM算法能有效地延长网络生存期,减少数据包在路径上的时延。     

Ad hoc网络节点不相交多路径距离矢量路由协议

AMR算法是Ad hoc网络计算节点不相交最大路径集合的累积多路径路由机制。针对节点不相交多路径源路由协议MNVP及SMNVP存在的问题,整合按需距离矢量路由AODV和AMR算法,提出了节点不相交多路径距离矢量路由协议MDVRo MDVR协议建立的路径信息分布在网络节点中,可缩短路由分组长度以及减轻路由发现源节点建立路由的负担;可防止攻击者通过墓改路由消息中的路径信息攻陷协议。     

基于相关因子的节点不相交的Ad Hoc多路径路由算法

多路径路由算法可以均衡负载、提高可靠性，但是Ad Hoc网络的无线多播特性（WMA）使得多路径数据传输存在严重的；中突隐患，即便是节点不相交的多路径，以并发的方式来进行数据传输的效率并没有理论上的高．为此本文提出基于相关因子的节点不相交的多路径路由算法（NDCF），该算法引入相关因子来衡量多条节点不相交路径以并发的方式进行数据传输时发生；中突的可能性的大小，从而选择冲突可能性最小的节点不相交路径．仿真结果表明，NDCF算法可明显提高数据包的投递率．降低端到端的传输时延．     

无线传感网络能量有效负载均衡的多路径路由策略

由于无线传感网络中网络节点的能量受限性,路由成为最受关注的问题.鉴于多路径传输既要考虑能量节约,又要考虑负载均衡,提出了一种新型能量有效负载均衡的多路径路由算法.该算法综合考虑了路径的跳数、节点剩余能量和网络的能量状况,数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输,降低了网络的能量消耗,也避免关键节点的过量负载.实验结果验证了和传统的AODV算法相比该算法在分组投递率、端到端时延和死亡节点出现的数量方面的优势.     

基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)路由中,节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少,严重影响网络的生存时间。为此,将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合,提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇,然后以需要传输数据的节点为源节点,汇聚节点为目标节点,利用蚁群优化算法进行多路径搜索,搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素,最后选出满足条件的多条最优路径,完成源目的节点间的信息传输。实验表明,该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离,能有效延长无线传感器网络的生存期。     

移动自组网中基于相关因子的多路径节能路由算法

一方面,由于移动自组网节点的能量由电池供应,一旦能量耗尽,不能继续充电,使用多路径可以节省能源;另一方面,使用多路径即便是节点不相交多路径,由于移动自组网的无线多播特性,仍存在严重的冲突问题。综合这两方面因素,提出了冲突受限的节能路由算法。该算法引入相关因子来衡量多路径同时进行数据传输时发生冲突的可能性,然后根据特定应用对传输性能的要求,得到一个冲突上限,即相关因子的最大值,最后找到能满足冲突上限的最节能的一组节点不相交多路径。仿真结果表明,该算法与单纯的节能路由算法——源传输功率选择算法（STPS）相比,可显著降低数据传输时的丢包率,且没有明显增加能量消耗和寻路时间。     

MANET节点不相关的多路路由算法

针对不相关路由路径之闯可能存在特定关键节点问题,提出一种特定节点不相关多路路由算法,通过寻找关键节点,使数据报文经单路径到达关键节点的上一跳节点后,向多条不相关路径的节点进行转发,使数据报文可以同时在多条节点不相关的路径上路由到达目的节点。仿真实验结果表明,如果存在关键节点,该算法能够提高分组投递率、降低端到端延迟;如果不存在关键节点,该算法的性能与节点不相关算法相当。     

Guaranteed on-demand discovery of node-disjoint paths in ad hoc networks

In recent years, the low cost and abundance of WLAN products has led to the deployment of self-configuring multihop ad hoc networks. Multipath routing has been increasingly studied to improve network reliability and throughput. However, no existing work guarantees discovery of node-disjoint paths when they exist, which limits their applicability in real networks. This paper presents a theoretical framework that establishes the equivalence between multipath discovery and flow network assignment. This equivalence is used to guarantee the on-demand discovery of an arbitrary number of node-disjoint paths between a pair of nodes as long as they exist. We also present an example protocol that integrates the theoretical framework with the Dynamic Source Routing (DSR) protocol to find two node-disjoint paths, which can be easily extended to finding k node-disjoint paths. Analysis of the example protocol demonstrates a good tradeoff between complexity and capability, particularly when compared with existing on-demand multipath routing protocols. Our simulation data shows the effectiveness of the discovered paths.     

一种工作流环境下能耗感知的多路径服务组合方法

当前,服务组合方法只考虑组合服务QoS的优化而不考虑组合服务的能耗优化.针对这一问题,文中首先根据不同情况提出了两种服务能耗模型;其次在基于工作流的服务组合环境下,提出了一种能耗感知的多路径服务组合方法 EAMSC.该方法对服务组合的能耗优化问题进行了数学建模,并提出了一种基于启发式的多路径服务组合算法,该算法包括两个部分:一是组合服务的可行路径查找,即在满足端到端QoS约束的前提下找出若干条可行的服务组合路径;二是请求速率的分配,即在可行的服务组合路径上依据服务能耗模型分配请求流量以降低组合服务的总体能耗.最后,仿真实验结果表明:能耗感知的多路径服务组合方法与传统的服务组合方法相比,能够在保证端到端QoS约束的基础上有效地减少组合服务的总能耗.     

Transient chaotic neural network-based disjoint multipath routing for mobile ad-hoc networks

Due to mobility of wireless hosts, routing in mobile ad-hoc networks (MANETs) is a challenging task. Multipath routing is employed to provide reliable communication, load balancing, and improving quality of service of MANETs. Multiple paths are selected to be node-disjoint or link-disjoint to improve transmission reliability. However, selecting an optimal disjoint multipath set is an NP-complete problem. Neural networks are powerful tools for a wide variety of combinatorial optimization problems. In this study, a transient chaotic neural network (TCNN) is presented as multipath routing algorithm in MANETs. Each node in the network can be equipped with a neural network, and all the network nodes can be trained and used to obtain optimal or sub-optimal high reliable disjoint paths. This algorithm can find both node-disjoint and link-disjoint paths with no extra overhead. The simulation results show that the proposed method can find the high reliable disjoint path set in MANETs. In this paper, the performance of the proposed algorithm is compared to the shortest path algorithm, disjoint path set selection protocol algorithm, and Hopfield neural network (HNN)-based model. Experimental results show that the disjoint path set reliability of the proposed algorithm is up to 4.5 times more than the shortest path reliability. Also, the proposed algorithm has better performance in both reliability and the number of paths and shows up to 56% improvement in path set reliability and up to 20% improvement in the number of paths in the path set. The proposed TCNN-based algorithm also selects more reliable paths as compared to HNN-based algorithm in less number of iterations.     

Linear time distributed construction of colored trees for disjoint multipath routing

Disjoint multipath routing (DMPR) is an effective strategy to achieve robustness in networks where data is forwarded along multiple link- or node-disjoint paths. DMPR poses significant challenges in terms of obtaining loop-free multiple (disjoint) paths and effectively forwarding data over the multiple paths, the latter being particularly significant in datagram networks. One approach to reduce the number of routing table entries for disjoint multipath forwarding is to construct two trees, namely red and blue, rooted at a destination node such that the paths from a source to the destination on the two trees are link/node-disjoint. This paper develops the first distributed algorithm for constructing the colored trees whose running time is linear in the number of links in the network. The paper also demonstrates the effectiveness of employing generalized low-point concept rather than traditional low-point concept in the DFS-tree to reduce the average path lengths on the colored trees.     

MANET节点不相交多路径安全源路由协议

多路径路由实现是移动Ad hoc网络(MANET)可靠运行的有效保证.现有MANET节点不相交多路径路由协议主要关注节点不相交多路径的可实现性和效率问题.针对节点不相交多路径路由协议MNDP协议在主动攻击者安全模型中的安全缺陷,提出了可证明安全的MANET节点不相交多路径动态源路由协议--SMNDP协议.SMNDP协议路由请求算法中,建立了中间节点路由请求消息传播策略的检错机制,SMNDP协议路由应答算法中建立了消息防篡改机制和身份认证机制.基于攻陷的网络拓扑模型,扩展了可模糊路由概念,提出了多路径可模糊路由集合概念和节点不相交多路径源路由协议的安全定义,并应用于SMNDP协议的安全分析.SMNDP协议的安全性可以归约为消息认证码和签名机制的安全性.     

采用角度因子的蚁群优化多路径路由算法

为均衡能量消耗、提高数据传输的可靠性,提出采用角度因子的蚁群优化多路径路由算法（ACOMP）。在密度递减节点部署策略的基础上,为避免能量“热区”,优化蚁群算法进行多路径搜索,搜索过程加入节点间的角度因子进行路径方向引导。基于对选出的各较优路径实时能量的感知,建立多路径决策模型,使得源节点可以选择当前性能最好的路径进行较可靠的数据传输。同时为避免路由空洞,定义修复蚂蚁并结合反馈机制使得路径保持良好状态。仿真结果表明：提出的算法可以实现节能、可靠的路由,并可均衡整个网络的能量消耗。