基于移动医疗大数据平台下深度最优匹配算法的机会网络转发机制

在移动医疗大数据平台上,机会网络的数据转发存在着严重的资源浪费现象,以至于影响了平台的正常运行。基于这种认识,本文提出了一种基于深度最优匹配算法的机会网络转发机制,可以通过比较节点数据找到最优的数据传输路径,能够提高数据的转发效率。而经过验证,该种算法能够减少冗余数据,可以显著提升网络数据传输成功率。     

移动社会网络中基于多维上下文匹配的数据转发算法

通过研究移动社会网络中的多种上下文信息对节点移动模式的影响,提出了基于多维上下文认知的数据转发算法MCMF。该算法综合考虑物理邻接性、社会相似性以及社会交互性3个维度的上下文信息来进行动态数据转发决策。首先消息携带者节点通过物理邻接匹配获得邻居节点集合;然后通过社会相似性匹配在邻居节点集合中选出候选节点子集,并基于社会网络的社群特征,采用马尔可夫预测方法在候选节点子集中选出最优中继节点;最后设计高效的数据转发算法。仿真实验表明,相比于其他3种著名算法,该算法在交付比率和开销比率方面具有较好的性能。     

基于异或运算的机会网络高效转发策略

通过对机会网络中节点传递信息的方式进行研究分析,遍历可以通信的邻居节点,将两节点的信息作比较。通过交集的形式,选择节点中携带信息异或程度最大的邻居节点作为下一跳进行信息传递,从而形成一条有效性最大的通信路径。基于这样的分析过程,提出了一种基于异或运算的机会网络高效转发策略FSXO。通过与机会网络中的经典算法对比,仿真结果表明,FSXO策略能够在高传输成功率的情况下,减少网络中无效数据副本的存在,从而有效地降低路由开销,减少资源的消耗。     

MRABM:一种新的基于mesh结构的多径路由算法

针对移动AdHoc网络提出了一种新的基于mesh结构的多径路由算法MRABM(MultipathRoutingAlgorithmBasedonMeshStructure),该算法采用目的节点建立和更新mesh结构的机制。该算法不仅为每个源节点、中间节点提供了到目的节点最优路径,而且为每个节点建立了到目的节点的多条路径。当节点移动造成链路断开时,该算法能避开断开的链路,迅速沿其它路径转发数据,不需要路由修复和路由重建过程,从而降低了丢包率和端到端的延时。对大流量数据的传输,该算法能有效利用网络资源,减少网络拥塞。因此该算法能很好地适应网络拓扑结构的动态变化。     

移动社会网络中基于社区的消息机会传输策略

移动社会网络是一种由大量具有社会特征的节点组成的机会网络.已有的基于社区的路由算法大多选用社会性最优的节点参与转发,而没有考虑到社区分布对节点移动的影响,将这些算法直接用于移动社会网络中会导致网络资源消耗高、传输成功率低等问题.针对这些问题,提出一种基于社区的消息机会传输算法,在社区间根据节点到目标社区的传输概率选择社区间的最优传输路径,在社区内选择与目标节点相遇概率较高的节点完成社区内传输.仿真实验结果表明,在移动社会网络中,该算法与 Prophet,Spray and Wait 等经典算法相比,提高了消息传输成功率,降低了网络开销.     

一种无线传感网的Sink节点移动路径规划算法研究

为寻找传感节点均匀分布时Sink节点的最优移动路径和最大网络生存时间,提出一种无线传感网的Sink节点移动路径规划算法(MPOA).在MPOA算法中,将Sink节点的数据收集范围分解成多个圆环,将监测区域分解成多个网格.根据Sink节点的停留位置和多跳通信方式,采用数学公式表示每一个网格的单位节点能耗,从而获得Sink节点移动的网络生存时间优化模型.采用修正的混合粒子群算法求解该优化模型,获得网络生存时间、Sink节点的停留位置和移动路径的最优方案.仿真结果表明:MPOA算法可寻找到Sink节点的最优移动路径,从而平衡网络能耗,提高网络生存时间.在一定的条件下,MPOA算法比Circle,Rect和Rand算法更优.     

基于擦除编码和节点社会特征的机会社会网络路由机制

为了在机会社会网络中实现高效的数据转发,提出了基于节点社会特征和编码的混合路由算法.该算法的核心思想是先将源文件编码成较小的数据块,进而在节点的转发选取上采用基于节点社会特性的效用值转发,利用贪心选择使数据沿着网络中效用值大的路径转发,直到目的节点.理论分析和仿真结果证明,该算法网络吞吐量大,转发成功率更高,网络时延小,信息冗余度低.     

父节点可控的分布式缠绕多路径路由算法

针对无线传感器网络中无线链路存在因节点失效或传输介质异构容易引起传输可靠性降低的问题,提出提出父节点可控的分布式缠绕多路径路由算法DPCBMR算法。该算法采用分层多父节点拓扑控制策略和协作式数据转发机制,在多跳转发阶段,引入最优父节点选择机制,根据转发路径上节点间的丢包率,选择丢包率较低的多个节点作为转发节点,以此来保证数据转发的成功率;进一步借助协作式数据转发机制保证待转发的数据在多路径选择时获得最佳路径,从而保证数据转发的可靠性和低能量消耗。仿真实验结果表明DPCBMR算法能最大程度上提高数据传输的可靠性,保证了数据传输的成功率,同时降低了数据传输时的能量开销。同经典的SHM和CAMP算法相比较取得了比较大的改进。     

基于改进蚁群算法的无线传感器网络路由的优化

为了延长无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)的生命周期,均衡各个节点间能量消耗,针对现有的WSN路由优化算法存在的问题,提出了一种基于改进蚁群算法的路由优化算法;首先通过对蚁群算法和遗传算法的优劣性比较,在蚁群算法的基础上,结合遗传算法的选择、交叉和变异的操作,从而提高蚁群算法的搜索速度和寻优能力;最优路径评价函数综合考虑节点能耗及节点的剩余能量,使剩余能量多的节点优先参与数据转发,均衡节点间的能量消耗;通过与经典蚁群算法及遗传算法的对比实验表明,随着数据转发轮数增加,改进的蚁群算法能耗小,剩余能量多,网络生命周期明显延长;随着整个网络运行时间的增长,改进的蚁群算法,节点均衡能耗性好,最优路径搜索的成功率也明显优于其他两种算法。     

一种满足数据时新性的WSN运载路由算法

为满足无线传感器网络应用的数据时新性,综合节点传送数据和移动设备辅助传送数据2种方式的优点,提出一种能量高效的运载路由算法。通过计算移动设备的最优接收数据位置,规划移动设备的路径,降低传感器节点的能量消耗,由此提高网络性能。模拟结果表明,该算法能在保证数据时新性的前提下,较大地减少网络能耗。     

一种基于部分网络编码的无线网络机会路由算法

结合机会路由和网络编码两项新技术各自的优势,提出了一种新的基于部分网络编码的机会路由算法(Opportunistic Routing Algorithm for Wireless Network Based on Partial Network Coding,ORAPNC)。为了避免数据包分叉传输,同时利于执行转发节点间协调机制,ORAPNC首先以期望传输次数作为路由度量建立一条固定路由,并将候选转发节点集中在这条固定路径附近;为了充分减小网络中的冗余数据包,ORAPNC采用一种新的转发节点间协调机制(Forwarding Nodes Coordination Mechanism,FNCM)来实现每跳的数据包传输。仿真结果表明,与其他相关路由协议相比较,ORAPNC可以有效提高网络吞吐量,减小目的节点解出原始数据包的平均时延。     

A reliable opportunistic routing for smart grid with in-home power line communication networks

The topology of in-home power line communication (PLC) networks varies frequently, which makes traditional routing algorithms failure. To solve this problem, an end-to-end transmission time for remaining path (TTRP) metric-based opportunistic routing (TTRPOR) is proposed. Since a local broadcasting scheme is adopted, the algorithm can find the optimal path for forwarding packets in a dynamic PLC network. The closed-form of the outage probability for a PLC channel is derived to estimate the TTRP. It is proved that the average throughput can achieve maximum as the metric TTRP is utilized to sort candidate forwarding nodes. Numerical results show that the end-to-end throughput of networks with TTRPOR, outperforms that of the network adopting DSR and EXOR, especially for the case of varying-topology in-home PLC networks.     

WSN中有效的最小单位圆集覆盖算法*

针对具有不同传输半径的无线传感器网络覆盖与广播数据转发问题,提出了一种以最小单位圆覆盖集作为广播数据转发集的算法。该算法能有效计算出覆盖范围的轮廓集,具有最优的时间复杂度O(n log n)。对每个节点,该算法以其最少数量的邻居节点子集实现所有邻居节点的覆盖,并证明了该算法找到的最小单位圆覆盖集与其轮廓集是相等的。详细的仿真实验及与现有算法的比较表明,提出的覆盖算法不仅以最少数量的节点实现了网络覆盖与广播数据转发,同时延长了网络生命期。     

一种基于混合社区的移动机会网络数据传输机制

由人携带或使用智能设备组成的移动机会网络采用"存储-携带-转发"的通信机制,通过中继转发来实现节点之间的数据传递。为了改善网络性能,往往需要借助节点的社会属性来进行中继选择和制定转发策略。然而,在已有的传输机制中,往往只是利用节点的部分社会属性,不能完全反映出节点之间的社会关系。为此,提出了一种新的基于混合社区的数据传输机制,并给出了混合社区的内涵、混合社区的构建方法和基于混合社区的数据传输算法。基于几种真实轨迹数据集的实验结果表明,与已有的几种经典路由算法相比,该方法传输成功率较高,传输延迟较短,性能更好。     

改进遗传算法的WSN节点最优路由选择策略

针对无线传感器节点数据传输过程中的能量消耗问题,为了提高节点数据传输实时性,提出一种改进遗传算法的无线传感器网络节点最优路由选择策略。根据无线传感器网络的拓扑结构将监测区域划分不同大小的簇,并根据节点剩余能量选择每一个簇的簇头节点,然后将簇头节点编码成遗传算法的个体,根据数据转发能量耗能和延迟时间构建个体的适应度函数,并通过模拟自然界生物进化过程中的选择、交叉、变异等操作,找到节点数据转发的最优路径,在Matlab 2012平台上对数据路由算法的性能进行仿真测试。仿真结果表明,相对其他路由选择策略,提出的路由选择策略不仅可以均衡各个传感器节点的剩余能量,而且大幅度减少了数据转发路由过程中的能量消耗和延迟时间。     

机会网络中高效的文件传输机制UH-EC

为高效地在机会网络中进行文件(音、视频)传输,提出一种基于节点性质特征的编码与效用值混合的路由算法UH-EC。将源文件编码成较小数据块,在节点的下一跳转发选取上采取基于节点特征的效用值,不断寻求转发能力强的节点承担转发任务,直到数据转发到目的节点。理论分析与仿真结果证明,与经典的H-EC路由算法相比,该算法能有效降低网络开销、分组端到端时延与黑洞节点对文件传输成功率的影响。     

公交数据驱动的城市车联网转发机制

在城市车联网中,由于交通状况复杂多变和出行路线多样性等特点,网络拓扑动态变化,车辆之间通信链路不稳定,影响着车联网数据传输性能.作为城市中重要的公共交通设施,公交车具有固定的行驶路线和发车时间,且公交线路广泛覆盖城市街道.与私家车相比,公交车是更好的数据携带者和转发者,有助于实现更可靠的车车通信.为此,提出公交数据驱动的城市车联网转发机制,简称BUF,旨在通过分析公交线路数据,选择合适的公交车做为转发节点,提高城市车联网数据传输效率.首先构建公交站点拓扑图,以目标场景中所有公交站点为顶点,在公交线路连续通过的站点之间连边,依据2个站点之间的预期公交车数量和距离计算边权值,进而使用迪杰斯特拉算法计算由源站点到目的站点的最优传输路径.为保证数据沿最优路径传输,优先选择与最优路径的后续站点重合度大于零的邻居骨干公交做为转发节点,且重合度越大越优先转发;当不存在骨干公交时,选择后续将经过期望的下一站点的邻居公交为转发节点,称为候补公交.针对不存在骨干公交和候补公交的场景,利用私家车建立多跳链路来寻找合适的公交转发节点,从而加速数据转发.使用北京市真实路网和公交线路数据的实验结果表明：与其他方案相比,BUF机制实现了更高的数据传输率和更短的传输时延.     

机会网络中基于节点社会属性的转发算法

针对机会网络中的数据转发问题,提出一种基于节点社会属性的转发算法。该算法计算节点的陌生性、介数中心性和相似性,均衡利用多个节点的资源防止某些节点因资源消耗过快而退出网络,降低网络的连通性。仿真结果表明,与Epidemic、PROPHET及SW等算法相比,在保证较低传输延迟和较高传输成功率的基础上,通过减少节点间的转发次数,有效地降低了网络传输开销,从而提高数据交付率和减少延迟。     

WSNs中一种基于EIETX的自适应功率控制的机会路由

为了延长无线传感器网络(WSNs)的生存时间,提出了一种基于EIETX的自适应功率控制的机会路由协议APExOR。考虑节点剩余能量,改进了IETX,给出基于EIETX的转发候选集选择策略;分析节点间链路状况,建立起相关的转发能效模型,提出了一种自适应优化转发候选集和发射功率的算法;利用以上策略和算法改进ExOR协议,提出了适合WSNs的APExOR协议。仿真实验表明:与固定功率下的ExOR协议相比,APExOR协议提高了网络吞吐量,降低了网络的能量消耗。