Ad Hoc网络自定位算法研究

在Ad Hoc网络中,许多路由协议都是基于节点的位置信息。但是在一些特殊情况下,Ad Hoc网络中的定位不能依赖于GPS,必须进行自定位。本文介绍了Ad Hoc网络中自定位算法的性能评价和分类方法,着重阐述了具有代表性的算法及其原理和特点,并提出了未来研究的方向。     

Ad Hoc网络中基于骨干网的相对定位算法研究

在无线自组网中,相对定位是一个相当重要的研究课题.SPA相对定位算法提出之后,人们针对SPA算法提出了一系列改进的方法.其中一种基于群的相对定位算法成功减少了SPA算法的通信开销,但因其坐标系合并结果存在二义性,往往造成很大的误差.因此提出了一个确定Ad Hoc网络中节点相对位置的新算法--BBA.该算法采用基于骨干网络的思想,由网络中少部分节点先组成骨干网络,然后在骨干网络上的节点建立局部坐标系,最终合成整个网络的相对坐标系.模拟实验的结果表明,与基于群的算法相比,该算法在减小通信开销的同时保证了算法的正确性,并且减少了参与定位运算的节点比例.     

移动Ad Hoc网络路由修复算法研究

针对移动Ad Hoc网络路由算法本地修复方面,研究移动Ad Hoe网络由于节点相对运动或无线环境变化所引起的链路失效的修复问题.分析传统的本地修复方式采用全网泛洪所产生的大量控制开销对业务传输时延及分组成功交付率等方面产生的影响.采用基于on-the-fly策略的移动Ad Hoc网络路由修复算法研究,构造了将修复请求区域限制在两跳范围内的修复模型,并建立相应的修复函数,从而实现在满足修复概率的前提下降低网络泛洪与控制开销的目标.     

利用方向性天线的Ad Hoc网络节点定位方法

提出了一种新的基于方向性天线的Ad Hoc网络节点定位算法,当锚节点装配了智能天线或自适应天线阵列这样的方向性天线时,锚节点利用高分辨率的波达方向估计方法估计出节点向锚节点发送信号的方向,并根据收到的信号功率大小估算出节点和锚节点之间的距离后,锚节点即可完成对未知节点的定位。该方法只需要利用一个锚节点就可以完成未知节点的定位,且适当改变锚节点天线的阵列摆放,就可以提高定位的精度。理论分析和仿真实验证明了所得结论。     

一种无线传感器网络无测距分布式定位算法

定位算法是无线传感器网络的关键技术之一。该文提出的无测距分布式定位算法由比例定位法和改进的可控泛洪法组成。节点只须知道锚点位置及其到锚点的最少跳数,无须提供网络平均每跳距离即可通过比例定位法实现定位。用与普通可控泛洪法相同的通信量,改进的可控泛洪法可以获取更高的定位精度。OPNET仿真表明,射频距离的定位精度可以提高到20%左右。     

移动Ad Hoc网中一种路由DoS攻击的分布式防御机制

在移动AdHoc网中,路由安全值得关注。恶意路由泛洪攻击会造成对正常节点的DoS攻击以及对网络资源的消耗。路由请求泛洪攻击是一类易于发起的典型泛洪攻击,但由于恶意节点除了进行路由发现的次数比其他节点频繁以外,其他操作与正常节点没有大的差别,所以这种攻击很难被检测出来。提出了一种分布式的过滤机制来减轻网络性能的下降,防御这一类的DoS攻击。本方案对于已有的路由结构和功能只需要做较小的修改,且不需要额外的网络带宽。     

一种基于地理定位信息的Ad Hoc分簇算法

Ad hoc网络的分簇机制目的是为了利用网络的分级结构来管理众多的移动设备。为了创建和维持一个当节点高速移动时仍然有效的分级结构,必须满足下面的需求:(1)分级结构中每个移动设备能够根据本地信息自动转换它的角色;(2)分级结构的管理负载要小,每个簇内的节点数目要尽可能地相同。该文提出了一个基于地理定位系统的自适应的多跳分簇机制,试验结果表明新的算法不依赖于节点的移动速度和传播范围,满足上面两个要求。     

Ad Hoc网络中一种基于传输功率的分簇算法

Ad Hoc网络中无线节点无规律的移动使网络的路由选择、QoS保障等问题面临新的难题。分层结构在Ad Hoc网络中被广泛应用以减少路由开销,满足网络规模扩充的需要。由此提出一种基于传输功率的分簇算法,通过模拟实验对该分簇算法与其他3种分簇算法进行重入簇和统治集更新方面的性能比较,证明该方法有效提高了簇结构的稳定性。     

Ad Hoc网络中一种基于相关度的分布式分簇算法

无线自组网ad hoc是一种不依赖于基础设备的无线移动网络,分簇是管理ad hoc的一种较为有效的方式。本文提出ad hoc网络中一种新的分簇算法,此算法以节点间的相关度以及节点密度作为选择簇头和分簇的标准,算法在各节点分布执行,并且通过节点间消息的传递来得到最终的簇结构。实验结果表明,该算法产生的簇结构比节点度算法更均衡,也因此在应用上具有更好的表现。     

一种基于免疫算法的Ad Hoc网络QOS路由算法

随着多媒体应用的不断发展,在Ad Hoc网络中提供QoS保证已经成为一个极具挑战性的问题.本文提出了一种基于免疫算法的Ad Hoc网络QoS路由算法.该算法选择资源消耗函数作为目标函数,用资源消耗函数的倒数表示亲和力,将带宽和时延作为约束条件,在保证带宽的基础上综合考虑跳数和时延,并利用免疫算法求最优解.仿真实验表明,该算法具有很好的全局和局部搜索能力,能够较好地保持抗体的多样性,并且最终得到满足QoS要求的路由.     

基于邻居路由的Ad Hoc网络虫洞检测

针对Ad Hoc网络中虫洞检测方法带来的高时延和能耗问题,提出一种低时延和能耗的轻量级虫洞检测方法。即在节点查询路由后,利用路由节点的邻居数目,找出可能受虫洞影响节点的集合,同时依据路由节点的某个邻居节点的路由信息,进一步确定路由节点是否受虫洞影响。仿真结果表明,该方法可有效减少虫洞检测中的路由查询次数,并且与DeWorm和E2SIW方法相比,可有效减少时间延迟和能量消耗。     

车载自组网协作定位算法研究

将半定规划应用于车载自组网协作定位问题中,提出一种对车间距离信息进行半定规划松弛的协作定位算法.该算法首先向邻居广播速度信息,并且测得与周围车辆的距离和角度,以此为基础推导出在较小时间段内车间距离矩阵所满足的半定松弛条件;然后通过半定规划方法得到车辆的位置分布;最后,通过梯度优化方法进一步改善定位精度.仿真分析表明,与其他车载自组网定位方法相比,该算法可有效提高定位性能,而且保证了车辆定位服务的实时性要求,在有测距误差的环境下也可表现出较好的定位精度.     

有约束的动态局部化查询优化Ad Hoc网络DSR协议

Ad Hoc网络DSR路由协议因采用泛洪机制导致较高路由开销,提出一种有约束的局部化查询优化方案,称为LDSR协议。在原有DSR协议基础上,以小世界理论确定局部化查询跳数上限,以移动网络保持连通的临界传输半径和移动节点的最大移动速度确定路由有效时间,在两个约束条件下LDSR协议利用动态选择机制实现局部化查询,形成局部泛洪。仿真表明,LDSR协议在路由负载较大和网络移动性较高的情况下可以大大减小路由开销和平均端到端时延,而分组成功传送率损失很小。     

基于弱状态的车载网数据转发策略

针对车载网（VANET）中车辆高度移动性、拓扑变化动态性等特点所导致的数据转发失败问题,提出一种基于弱状态协议（WSR）下的数据包传输算法——WSFD,实现交通控制中心（TCC）到目标车辆之间的高效数据传输。首先,车辆控制中心将收集到的数据包发送给位于目的车辆方向的接入点（AP）;然后,接入点在其通信范围内将数据包转发给某车辆,同时数据包携带上目标车辆位置信息;其次,每次接收到数据包的车辆对比自身所持有的映射,筛选出对于目标车辆位置信息确定性最大的映射与数据包携带的位置信息对比以确定下一步转发方向。若映射置信度较大,则将数据包方向修正为向此映射对应的地理区域中心移动,同时数据包更新包中所携带的目标车辆信息,反之则维持原方向不变。最后经过多次转发修正数据包传输方向,逐渐逼近目标车辆所在的区域,完成最终的数据交付。在30 km×30 km方形区域的数据传输实验中,与TSF与GPSR算法相比,WSFD在数据包的传输延迟上普遍降低至5 s以下,且将数据包投递率提高至0.92。实验结果表明,WSFD能准确高效地传输数据包,在增强了驾驶员的人身安全性同时有效缓解了交通堵塞。     

一种基于AdHoc的城市车联网广播算法

针对城市场景下道路的复杂性,提出了一种基于节点相对距离与消息类型的广播算法（The Broadcasting Algorithm based on Relatively Distance and Message Type, RDMT-BA）。该算法应用节点的相对移动速度和消息类型决定接听广播的节点,再依据转发闪值和等待时间决定对广播进行转发的节点,进而提高转发的投递率和降低信道中的广播冲突。通过改变节点的数目和速度,文章同时分析了转发参数对覆盖率、转发节省数和延迟等性能的影响,并与洪泛算法进行比较表明,该算法在性能上更加有利于城市交通的管理和改善。     

基于多信道Ad Hoc网络的WDSCN的设计

介绍一种基于多信道Ad Hoc网络的思想来实现无线分布式传感/控制网络(WDSCN)。网络节点硬件主要使用UBICOM公司的IP2022作为MCU、Nordic公司的nRF905作为射频芯片。软件以C语言和汇编语言编制,采用多层次结构设计。由于采用多信道的具有自动跳频功能的Ad Hoc网络,该WDSCN具有较强的抗干扰能力,具有较高的实用价值。     

基于移动Ad Hoc网络的多路路由算法

移动Ad Hoc网络中有限的节点能量和带宽给路由协议设计带来了困难,对此考虑使用多路径机制来平衡负载,并提出了两种多路路由算法。其中,简单相关多路路由算法规定替换路径只能由主路径节点或其相邻节点构成,从而减小了替换路径的平均长度。仿真结果显示简单相关多路路由算法比节点不相关多路路由算法具有更好的性能,它将为无线网络中实现节能及可靠传输提供一种有效的途径。     

基于复杂网络的车载自组织网络抗毁性分析

针对车载自组织网络（VANET）的抗毁性问题,分析了其在随意攻击和蓄意攻击下网络的抗毁性特征。首先,提出以最大连通度、连通分支平均规模、临界点移除比例及网络效率为评价指标的VANET拓扑抗毁性参数;然后,基于带有车辆换道功能的智能驾驶员模型,应用VanetMobisim仿真软件建立VANET;最后,通过仿真实验分析了网络节点数、通信半径以及攻击模式对VANET抗毁性的影响。实验结果表明由于车辆节点度分布的不均匀性,VANET对随意攻击具有较强的抗毁性,而在蓄意攻击下显得比较脆弱;基于节点介数的蓄意攻击对网络的破坏更快、更强。这些规律为优化VANET拓扑控制、网络协议开发和网络管理提供新的指导。     

基于NTP的Ad Hoc网络时隙同步算法

基于无线Ad Hoc网络时分多址接入机制,设计一种多信道时隙结构。根据网络时间协议(NTP)的基本原理,提出基于该时隙结构的全网时隙同步算法。该算法继承了点对多点无线通信系统的时隙同步方式,在完成时隙主从同步调整后,实现全网时隙的初始对齐,然后进入时隙互同步调整阶段,根据网络节点时钟偏差、节点移动速度和保护时隙的长度,设置合理的互同步调整周期,既不增加网络流量负荷,又可保证各节点发射时隙不碰撞。仿真结果表明,该算法具有较小的时间同步偏差,能快速实现全网的时隙同步,可应用于基于TDMA方式的Ad Hoc网络。     

Ad Hoc网络中基于距离的动态概率广播协议

近几年,对Ad Hoc网络的研究已经成为一个研究热点.基于距离的动态概率算法是在概率算法和距离算法的基础上,根据Ad Hoc网络中节点间的距离动态地调整转发概率.给出了NS-2下的仿真结果,从中可以看出,基于距离的动态概率算法比概率算法和距离算法具有更好的性能.