无线Mesh 网络低干扰组播

不同于无线传感器网络和移动Ad Hoc网络,无线Mesh网络中的组播主要侧重于提高吞吐量,而干扰是影响吞吐量的重要因素。在构建组播拓扑时,传统的方法主要考虑最小价值或最短路径,而通过减少干扰来提高组播性能的研究较少,且它们的干扰计算方法都采用单播的思想,并不适合于组播。例如,当n个接收节点同时从一个节点接收数据时,在组播中这n个接收节点之间不存在干扰,而在单播中认为存在干扰。因此,提出了组播冲突图来计算组播干扰,给出组播树干扰的定义。可以发现,求最小干扰组播扰树是NP完全问题,然后提出基于万有引力的启发式算法构建具有较小干扰的组播树。为了适用于多信道的情况,提出了满足不同干扰范围的多跳信道分配算法。最后,仿真结果显示,与MCM相比,所提出的算法无论是在单天线单信道还是多天线多信道下,都能取得较高的吞吐量和较低的延迟。     

Analysis of Secure LEACH-Based Clustering Protocols in Wireless Sensor Networks

LEACH or Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy is a successful clustering-based routing protocol that recently has attracted a lot of attention in literature. However, this protocol is not prefect and has some deficiencies that other extensions of LEACH try to solve it. Security is one of the main problems of LEACH and many security attacks can be launched against this protocol. The need for security in LEACH protocol has inspired many researchers to design secure versions of this protocol and to make it resilient against insider and outsider attackers. In this paper, we discuss about the current state-of-the-art secure LEACH schemes that are proposed in literature. We briefly describe the security features of each solution and highlight their objectives, advantages and limitations. In addition, we classify secure LEACH schemes into cryptographic-based and trust-based solutions and review the major development in these two categories. Then, we present a qualitative comparison on secure LEACH schemes based on various security metrics. Finally, we conclude with open research issues.     

无线Mesh网络组播差错控制协议性能分析

从理论上对典型的无线Mesh网络组播差错控制协议BLBP、LBLBP以及HLBLBP的性能进行分析,通过MATLAB对各协议在不同丢包率情况下的重传次数、信道占用时间及端到端平均时延等性能进行实验仿真。研究结果表明：HLBLBP的整体性能最优,但其未考虑某些信道质量较差的节点对整个网络性能的影响。     

安全多播环境的研究与构造

文章简介多播的安全问题及其研究现状,分析决定多播安全机制的因素,提出安全多播参考框架及其实现模型与机制,保障类似于视频会议的大型多播组的安全。     

无线传感器网络安全路由协议的设计与分析

路由安全是无线传感器网络安全的关键因素,而现有的无线传感器网络路由协议在设计时都没有充分考虑安全问题。在充分考虑网络路由协议攻击方法和无线传感器网络自身特点的基础上,结合基于ID的认证密钥协商技术以及秘密共享技术,提出了无线传感器网络路由的安全策略及其设计思想。同时,在路由建立阶段增加安全机制,提出了一种较优的安全路由协议。经过安全性分析,该路由协议可防御虚假路由信息、Sybile、确认欺骗等常见攻击。     

有线/无线混合网络传输控制策略

针对有线/无线混合网络存在的数据包易丢失的问题,提出一种基于探测包的传输控制策略。发送方周期性地向网络发送探测包,接收方通过观测探测包到达的时间间隔评估网络状态。观测结果能较好地表征可用带宽、网络拥塞以及包丢失原因等信息,发送方可根据观测结果调整发送速率以适应网络拥塞和丢包特性。仿真实验结果表明,该策略是有效的。     

无线自组织网络中能量有效的广播与组播

介绍了无线自组织网络能量有效的广播和组播问题,总结了近年来提出的各种能量有效的广播与组播算法及主要设计思想.首先概述了广播/组播技术,分析了其技术难点.然后介绍了自组织网络的通信模型和能耗模型,以及能量有效性的定义和优化目标.最后对现有的研究成果按照能量最小化和最大化生命周期这两个方面进行分类介绍并进行了比较,总结了研究现状中存在的问题、需要进一步研究的内容以及技术发展趋势.     

Ad hoc无线网络中的组播路由协议

由固定网络、基础结构移动网络和非基础结构无线网络组成的集成网络将成为未来互联网发展的趋势。同时,面向组计算和组通信的需求不断增长,要求未来的集成网络能为用户提供组播通信的功能。Adhoc无线网络是非基础结构无线网络的典型代表,具有带宽有限、拓扑结构易变和电池能源有限的特点,这些特性使得未来集成网络实现组播通信具有一定的挑战性。该文在分析Adhoc无线网络基本特性的基础上,综合评述了新近的Adhoc网络组播路由协议的研究现状,并对几种典型的Adhoc网络组播路由协议的特点进行了分类分析和比较,最后讨论了Adhoc无线网络组播路由协议的发展趋势和挑战。     

基于网络编码的多射频Mesh网组播时延建模与分析

网络编码在提高多射频无线Mesh网组播吞吐量的同时也增加了组播传输时延.针对该问题,在建模分析基于网络编码的多射频无线Mesh网组播传输时延特征的基础上,设计了平均组播传输时延(AMTD)的计算方法并给出时延整体优化方案.首先提出1个由双排队系统串联构成的多射频组播模型.其次,运用该模型对组播传输时延特征进行分析,通过计算每个排队系统平均等待时间之和给出AMTD计算公式,得到时延与各网络参数之间的量化关系.最后通过理论分析和仿真实验指明如何调整多个网络参数以优化平均组播传输时延.结果表明,网络状态确定时,同样的射频比例在不同网络编码体积下未必总是最优,应用提出的AMTD公式恰当调整射频用于收?发的比值,可以最优化平均组播传输时延.     

Scalable Base-Station Model-Based Multicast in Wireless Sensor Networks

Multicast is essential for wireless sensor network (WSN) applications. Existing multicast protocols in WSNs are often designed in a P2P pattern, assuming small number of destination nodes and frequent changes in network topologies. In order to truly adopt multicast in WSNs, we propose a base-station model-based multicast, SenCast, to meet the general requirements of applications. SenCast is scalable and energy-effcient for large group communications in WSNs. Theoretical analysis shows that SenCast is able to approximate the Minimum Nonleaf Nodes (MNN) problem to a ratio of ln |R| (R is the set of all destinations), the best known lowest bound. We evaluate our design through comprehensive simulations and prototype implementations on Mica2 motes. Experimental results demonstrate that SenCast outperforms previous multicast protocols including the most recent work uCast.     

基于Steiner树的层次型无线传感器网络安全组播协议

在基于查询的无线传感器网络中,组播技术的应用可大幅减少传感器节点的能量消耗,延长节点寿命.针对大型无线传感器网络组播协议性能不高,且易遭受攻击等问题,提出了基于Steiner树的层次型无线传感器网络安全组播协议.该协议主要运用Steiner树与分簇网络的思想,将Steiner树的高效性与簇的高扩展性相结合,提高了无线传...     

多跳无线与有线混合网络中TCP性能改进研究综述

多跳无线与有线混合网络中,数据流通过的传输媒体各不相同,这些差异会严重影响TCP性能.为了提高有线与无线混合网络中TCP协议的性能,研究者对混合网络TCP协议进行了大量的研究,主要是通过修改标准TCP协议,使之适合于混合网络环境,设计方法主要有分层设计与跨层设计两种.分析了多跳无线与有线混合网络的特点;探讨了多跳无线与有线混合网络中影响TCP性能的主要因素、TCP所要解决的主要问题,以及改进TCP性能面临的难点;对当前改进混合网络中TCP效率、公平性等方面的研究成果进行了分析和总结,并指出了多跳无线与有线混合网络中TCP进一步研究的重点.     

无线Mesh网络组播路由协议

组播服务是无线Mesh网络面向实际应用的一种重要服务,网络层组播路由协议则是服务实现的核心支撑协议.无线Mesh网络独有的结构特征、性能要求以及多射频、多信道和多速率的引入使得许多传统组播路由协议无法直接进行应用,近几年来,已有不少针对特定无线Mesh网络的组播路由协议相继提出.归纳总结了协议的设计目标、原则和分类方法;阐述了各类典型协议的主要机制,并就这些协议的技术特点和性能差异进行了详细比较;最后结合无线Mesh网络的发展趋势和协议面向实际混合业务环境的实用化目标分析了多射频、多信道以及多速率对组播路由的影响,指出了基于实测环境和实际业务需求建立组播路由跨层优化模型与具体优化机制的重要性.     

无线移动自组网安全路由协议的分析与研究

针对无线移动自组网路由协议的安全问题,重点研究安全路由协议的设计方法。首先介绍Ad hoc网络的本质特点,分析了Ad hoc网络中存在的安全问题;然后对移动自组网安全条件进行了归纳,笔者重点介绍了包括SRP,SAR与ARAN在内的有代表性的几种安全路由协议的设计思路及其特点,并针对每种安全路由协议,分析了其中的安全特性。通过综合比较与分析,笔者提出设计安全路由协议的关键技术。     

两层无线传感器网络安全范围查询协议

在两层无线传感器网络查询过程中,攻击者可能破坏敏感数据的隐私性或者操纵被俘获的传感器节点,提交不完整或错误的查询结果.为此,提出了一种安全范围查询协议ZOSR,ZOSR在存储节点正确处理范围查询的同时,有效地保护数据的隐私性和查询结果的完整性.首先,将感知数据与查询范围上下界的两次比较过程,转换为感知数据与查询范围中值距离和查询范围半径值之间的一次比较过程.为了保护数据的隐私性,将待比较的数值进行Z-O编码,并与HMAC消息认证机制结合,使得ZOSR协议在共谋攻击的情况下,无法破坏网络中其他节点的隐私性.最后,为了实现查询结果的完整性验证,对于未满足查询条件的感知数据通过共享密钥构造其验证码.     

一种无线传感器网络分布式安全成簇协议

分簇的层次型拓扑控制方式在无线传感器网络中得到广泛研究和应用.然而,由于传感器网络本身所具有的开放性和资源有限的特点,攻击者可以很容易对成簇协议实施有效的误用和破坏.因此,保证成簇协议安全性是其实际广泛应用的基本前提.针对成簇协议所面临的各种安全威胁,提出了一种分布式安全成簇协议,通过网络安全初始化、可信基站的随机数广播和单向密钥链技术来有效地抵御节点伪装和簇首占据攻击、簇成员恶意征募攻击和多重簇成员身份攻击.对协议的安全性和开销进行了广泛和深入的分析,证明了协议的安全性和有效性.     

认知无线Mesh网络中权重感知的组播路由算法

提出了一种无线组播业务权重感知的无线链路权值计算算法(links weights computing, LWC),在此基础上,提出了一种基于动态规划的满足QoS约束的分布式组播路由与频谱分配算法(weight-aware multicast routing algorithm, WMRA).WMRA算法的目标是最小化总的信道冲突值,同时考虑已接受组播业务的权重,高权重的组播业务相比低权重的组播业务具有较低的信道冲突值.WMRA算法首先采用LWC算法计算无线链路权值;然后,基于动态规划分布式地计算最小信道冲突值;最后,进行组播路由路径的构造,并进行频谱分配.仿真结果表明WMRA能达到预定目标,获得较低的信道冲突值.     

无线传感器网络安全路由问题研究

路由协议是无线传感器网络研究领域的关键技术之一,对无线传感器网络的性能起着至关重要的作用。现有的大部分路由协议都没有考虑路由的安全问题,攻击者可以针对网络的路由进行各种攻击。探讨了无线传感器网络路由协议的特点及设计目标。分析了无线传感器网络路由面临的各种攻击,重点探讨目前已经提出的几个无线传感器网络安全路由协议的设计方案。     

Efficient Multicast Algorithms for Multichannel Wireless Mesh Networks

The wireless mesh network is an emerging technology that provides high quality service to end users as the "last mile” of the Internet. Furthermore, multicast communication is a key technology for wireless mesh networks. Multicast provides efficient data distribution among a group of nodes. However, unlike other wireless networks, such as sensor networks and MANETs, where multicast algorithms are designed to be energy efficient and to achieve optimal route discovery among mobile nodes, wireless mesh networks need to maximize throughput. This paper proposes two multicast algorithms: the Level Channel Assignment (LCA) algorithm and the Multichannel Multicast (MCM) to improve the throughput for multichannel and multi-interface mesh networks. The algorithms build efficient multicast trees by minimizing the number of relay nodes and total hop count distances of the trees. The algorithms use dedicated channel assignment strategies to reduce the interference to improve the network capacity. We also demonstrate that using partially overlapping channels can further diminish the interference. Furthermore, additional interfaces help to increase the bandwidth, and multiple gateways can further shorten the total hop count distance. Simulations show that those algorithms greatly outperform the single-channel multicast algorithm. We also observe that MCM achieves better throughput and shorter delay while LCA can be realized in distributed manner.