机会网络中的邻居发现性能优化方法分析

由于机会网络的节点移动性、能量有限性和网络稀疏性等,数据传输困难,选择一种可靠高效的邻居发现方法非常重要。现有的算法未能达到预期的性能优化效果,如主动探测方法是通过节点广播探测包来发现邻居节点,会消耗大量能量;被动侦听方法则是通过不断地侦听信道解析数据帧以得到邻居节点的信息,却无法准确侦听到所有邻居。文中分析了一种结合主动探测和被动侦听的邻居发现方案,并与现有方法作比较,通过仿真验证其对于邻居发现性能的优化效果。实验结果表明,此方法虽未能在丢包率、吞吐量和端到端时延等性能上体现出优势,但邻居发现数目提高约20%,并且提高了邻居探测过程中的能量有效性,能量最高节约了60%。     

基于近邻传播的认知Ad-hoc网络分簇算法

针对认知Ad-hoc网络中可用信道动态异构和缺乏全网公共信道的特点,提出了一种基于限制消息交互次数的近部传播模型(Affinity Propagation, AP)的分簇算法。该算法通过网络中相邻节点间的消息交互和更新,在相部节点最多的信道上以可用信道最多的节点为簇首建立簇结构。为适应认知Ad-ho。网络环境的变化,降低分簇开销,算法限制AP消息的交互次数,实现了分簇算法的分布式快速收敛。仿真分析表明,算法降低了网络中的簇数目,提高了簇内平均可用信道和公共信道数目,从而为分布式频谱协作提供了高效的网络拓扑环境。     

基于定向天线的无线网络邻居发现算法

针对使用定向天线的无线网络邻居发现问题,为提高邻居发现效率,提出了一种忙音辅助算法。通过全向发送序列化忙音预约信道,有效缓解了无线网络通信过程中普遍存在的数据冲突问题和空闲问题,提高了信道的利用率。根据感知的忙音方向调整定向天线的波束指向,有效解决了基于定向天线的无线网络中波束方向的协调问题,提高了通信效率。实验结果表明,相对传统算法及基于反馈机制的邻居发现算法,忙音辅助算法具有更高的邻居发现效率。     

基于分布式邻居发现机制的ZigBee网络能耗研究

ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的适用于短距离、低功耗和低数据传输率的无线网络技术。ZigBee网络的节点电池能量的有效利用能延长其网络生命周期。采用分布式邻居发现机制研究了ZigBee网络能耗。该机制使得ZigBee网络中的节点在其可访问的区域内及时发现邻居节点,通过分析和定义3种分布式邻居发现算法下ZigBee节点在整个发现过程中所需要的平均帧数,提出了ZigBee网络能耗模型,对ZigBee网络设备在3种分布式邻居发现算法下的能耗进行了详细分析并得出能耗表达式。在仿真实验中比较了ZigBee网络节点和邻居节点在不同算法下的工作循环模式和连续模式下设备的能耗,结果表明对于基于分布式邻居发现机制算法的ZigBee网络能耗,当帧时隙数较小时,选择争用树算法能获得较好的节能效果;当帧时隙数较大时,选择无反馈帧时隙算法或有反馈帧时隙算法则可减少节点能耗以延长ZigBee网络的生命周期。     

Ad-hoc网络免疫模型

脊椎动物能够依靠自身的免疫系统,保证自身在比较复杂的情况下也能够健康成长.文章根据生物免疫系统的原理,提出了Ad-hoc网络的免疫系统模型并对其性能要求进行了定量的分析.     

浅议移动Ad-hoc网络路由协议中的安全性问题

移动Ad-hoc网络是一种新颖的无线对等网络,随着无线终端设备(便携式电脑、PDA等)的日益普及,Ad-hoc网络在军事、商业、个人区域网络(PAN)及分布式Ubiquitous计算环境下均有非常广泛的应用前景。路由协议的安全性问题是Ad-hoc网络成为实用性技术前必须妥善解决的关键问题之一。文章提出了一种新的基于网络安全环境的Ad-hoc网络分类方法,并以此为基础制定了强制协作式安全和激励式安全两类基本安全策略,建议Ad-hoc网络中的路由安全机制应该根据安全环境的分类采用相应的安全策略进行设计,而不是人为假设安全机制的前提条件。     

IPv6中的邻居发现协议——NDP功能浅析

介绍了IPv6中的邻居发观协议的功能,并且详细阐述了知何利用ICMPv6中的信息控制报文来实现这些功能.     

移动Ad-hoc网络安全分析综述

与传统的有线网络相比,移动ad-hoc网络有很多特性使得它在各个层上存在安全问题而容易受到攻击。移动Ad-hoc网络不同于有线网络的特性,对于保证其安全性提出了新的挑战。本文在探讨移动Ad-hoc网络的安全需求的基础上,着重分析了移动Ad-hoc网络易于遭受的攻击,并集中了讨论移动Ad-hoc网络的路由安全、密钥管理等关键问题。     

自组织网络中带冲突避免的快速邻居发现机制

邻居发现的速度影响着整个网络组网和通信的效率,现有的邻居发现协议未考虑多个节点同时发送信标时,产生信标冲突的情况。针对这个问题,提出了一种有效避免信标冲突的快速邻居发现机制,即在发送信标前,采用载波侦听机制去侦听信道状态,从而减少信标冲突,提高发现效率。同时又采用动态增加唤醒时隙来减少发现时延,加快邻居发现。仿真结果表明,采用该机制无论在占空比对称还是非对称的情况下,都能有效加快现有协议发现速度。     

一种基于通信量趋势预测的Ad-hoc网络拥塞控制策略

针对反应式MANET路由协议在较大通信量模式下出现的RREQ报文拥塞问题,提出一种新的机制。该机制根据分组投递率和数据包发送速率的拟合函数曲线设定不同的阈值响应路由请求,当平均队列长度超出最大阈值时,以一定概率随机丢弃RREQ报文,同时根据拟合函数公式来决定Hello包发送周期。仿真结果表明,新的机制在没有明显增加路由发起频率的情况下,能够有效降低平均端到端延时和Hello包开销,提高了分组投递率。     

OFDMA认知无线电网络中面向功率控制的频谱定价与分配

针对OFDMA认知无线电网络,提出一种基于Stackelberg博弈的频谱定价和分配模型.对于次基站控制次网络传输功率来保护主网络通信的场景,主基站可通过该模型获得最优的频谱定价方案.从功率控制的角度,重新设计次用户的效用函数,运用Stackelberg博弈对单个主基站和多个次用户在频谱租赁市场中的交易行为进行建模.通过逆向归纳法,求解市场均衡下的最优频谱定价,使得主基站在考虑主网络QoS降级的同时获得最大收益.此外,对于主基站只能获取本地信息的情形,提出了基于动态Stackelberg博弈的分布式频谱定价和分配模型.仿真实验表明,该模型能够在控制次网络传输功率的基础上,提供最优频谱定价和频谱分配方案.     

认知无线传感网中一种高能效的频谱感知周期优化算法

为了提高认知无线传感网中节点的频谱感知能效,提出了一种高效的频谱感知周期优化算法。该方法通过引入贪婪因子来减少节点感知信道的次数,进而达到降低感知能耗的目的。在碰撞概率和等待时延的约束下,节点在与信道的交互过程中实现对感知周期的动态修正,达到了对信道状态的自适应高效感知。仿真结果表明,在不同的信道占用状态条件下,该算法相比固定感知周期的方法,有效地提高了感知能效,适于在认知无线传感网中实施。     

一种基于流水线架构的协作式频谱感知方法

协作式频谱感知在提高认知无线电网络频谱感知性能的同时,也带来额外的通信开销.针对此问题,提出了一种基于流水线架构的协作式频谱感知方法,并给出了与之相配合的快速数据融合算法.该方法采用流水线架构来调度各参与感知节点的频谱测量操作和结果回传操作,使得用于感知结果回传的时间开销也可用于频谱测量,从而拓宽了频谱测量的时间窗口.快速数据融合算法通过多线程序贯似然比检测技术消除了在检测过程中由于频谱状态变化而产生的不良影响,进一步提高了协作感知效率.     

RAC: Range Adaptive Cognitive Radio Networks

In recent years, cognitive radio has received a great attention due to tremendous potential to improve the utilization of the radio spectrum by efficiently reusing and sharing the licensed spectrum bands, as long as the interference power inflicted on the primary users of the band remains below a predefined threshold level. Cognitive radio allows the secondary users in the cognitive radio network to access the licensed spectrum of the primary users opportunistically. In this paper, an autonomous distributed adaptive transmission range control scheme for cognitive radio networks which is called the RAC is proposed. The RAC considers the QoS requirements of both the primary and the secondary users simultaneously. The cognitive user's maximization of its achievable throughput without interfering the primary user by adapting transmission range of the secondary users dynamically is the key feature of the RAC. One of the advantages of using the proposed scheme is its implementation simplicity. The RAC is compared to other cognitive radio schemes in a simulation environment by using ns2. Simulations indicate that, the RAC can well fit into the mobile cognitive radio ad hoc networks and improve the network performance. Having compared to the other schemes utilizing contemporary cognitive radio technology, the RAC provides better adaptability to the environment and maximizes throughput and minimizes data delivery latency.     

认知无线电网络中的频谱感知安全机会路由协议

针对认知无线电网络中频谱的动态特性及潜在的节点选择性转发问题,提出频谱感知安全机会路由S2OR协议。在频谱感知阶段,通过对主用户活动建模来分析认知节点之间链路的可用概率。在路由选择阶段,采用信任管理方式来考查节点转发行为的可靠性,以便选择可信任的中继节点并保证数据传输的完整性。协议通过获取局部网络状态信息,计算由链路可用概率、链路质量和节点信任度构成的综合型指标——期望吞吐率,允许认知节点在此基础上机会式地选择候选转发节点与数据信道。仿真结果表明,S2OR能够很好地适应频谱动态特性,获取较高的吞吐量,同时减小节点恶意攻击带来的影响。     

认知无线电网络中频谱感知性能分析

分析了认知无线电网络中使用能量检测器进行频谱检测的性能。仿真结果表明,衰落会使认知无线电用户检测性能下降,采用硬合并协作方案的合作频谱检测可以提高认知无线电系统的检测概率,但认知无线电系统的虚警概率也会随着参与协作的用户数的增多而上升,特别是控制信道不理想时,协作检测会导致虚警概率下限的出现,造成频谱利用率达不到预期的目标。     

基于SC-FDMA的宽带认知无线电网络中最优功率分配的研究

研究了基于单载波频分多址(SC-FDMA)的宽带认知无线电网络中非授权用户(NU)的最优功率分配(OPA)问题.首先给出了基于SC-FDMA的宽带认知无线电网络中非授权用户对授权用户的干扰功率模型.在此基础上,分别在下述两种约束条件下利用凸优化理论推导出了两种使非授权用户的和速率最大的最优功率分配(OPA)算法.约束条件一为:任一非授权用户的任一子载波对授权用户的干扰功率受限(IPCs);约束条件二为:所有非授权用户的所有子载波对授权用户的干扰功率受限(IPC).仿真结果表明,与等功率分配(EPA)和传统最优功率分配(C-OPA)算法相比,所提出的算法显著提高了非授权用户的可达和速率.     

无线认知传感器网络的研究

在无线传感器网络中引入认知无线电技术,构成无线认知传感器网络,可以减少ISM频段干扰,提高数据传输率。对无线认知传感器网络的研究目前已成为一个新的研究领域。介绍了无线认知传感器网络的概念,从无线认知传感器网络的节点、频谱感知、频谱决策、频谱共享、频谱迁移、网络层、传输层、应用层等方面综述了现有的研究成果,讨论了目前存在的问题和需要进一步研究的方向。     

认知无线网络的认知能力保障方法研究综述

认知无线网络通过对无线环境的感知获得频谱空洞信息,并以动态频谱接入为关键技术,机会地使用空闲频谱,与传统的无线网络相比,具有更高的网络通信资源利用率。认知能力作为认知无线网络的本质属性,其安全保障直接关系到认知无线网络的实用化进程。由于网络结构的复杂性、节点的移动性等问题,认知能力在各个认知环节中均面临不同程度的安全威胁。首先从认知循环:认知通信、资源感知、推理决策和服务适配4个环节分析认知能力保障所面临的安全问题以及相应的解决方案,然后总结现有方法的不足和缺陷,提出认知能力保障策略基于信任机制的发展趋势;最后指出未来认知能力保障领域所面临的挑战,并对该领域的研究方向进行了展望。