多汇聚LLN中基于双向父节点选择的高效RPL路由协议

针对当前多汇聚LLN中RPL路由协议存在的雷鸣效应、待入网节点唯一决定父节点选择以及数据传输利用网络资源不够合理等问题,提出BPSM-ERPL——一种基于双向父节点选择的高效RPL改进路由协议。改进M-DAO消息使其携带数据传输速率信息,采用双向父节点选择新机制,防止大量待入网节点选择同一父节点,通过边界路由节点使数据在多个RPL实例中合理分配。理论分析和仿真实验结果表明,所提协议的网络吞吐量、数据分组传送成功率和网络生存时间优于现有相关协议。     

基于负载均衡的高能效LLN路由协议

由于低功耗有损网络LLN (low power and lossy networks)呈树形结构且节点的能量受限,一旦网络中出现能量瓶颈节点而未及时处理,将会严重影响网络各方面性能。因此提出一种基于负载均衡的高能效LLN路由协议。当检测出能量瓶颈节点后,对溪流计时器重置策略进行改进,及时将能量瓶颈节点能量不足的状态通告给其子节点。提出一种能量瓶颈节点子节点的切换机制,旨在降低能量瓶颈节点的能耗速率,实现节点高能效。仿真结果表明,该方法在网络生存时间和节点死亡率等性能方面优于现有路由算法,其中网络平均生存时间延长了10.53%,节点死亡率降低了18.59%。     

高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议

针对低功耗有损网络（Low-power and Lossy Network,LLN）中由于无线链路的有损特性导致在高负载场景下无法较好地实现负载均衡的问题,提出一种高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议（HSLB-RPL）。在该协议中,为了避免期望传输次数较大的备选父节点被选作为最优父节点,综合考虑当前节点和其备选父节点的期望传输次数;当检测到节点负载较重时,为了降低其被邻居节点选作为最优父节点的概率,对其DIO控制消息的发送时间间隔进行调整;当节点发生网络拥塞时,设计一种网络拥塞通告消息（NCN）,及时地对当前网络拥塞状态进行通告。仿真结果表明,相对于已有协议,HSLB-RPL协议能够有效地实现负载均衡,其中网络平均寿命延长了23.57%,根节点平均吞吐量提高了14.52%,归一化控制开销较低了12.87%。     

基于普通节点负载均衡的RPL路由协议

传统的RPL路由协议并未涉及到节点负载均衡的问题,容易造成网络局部负载过重导致部分节点死亡。阐述了RPL路由协议的拓扑构建、路由过程及一些现有的目标函数,定义了邻居距离和剩余能量级别两个参考指标,通过划分能量级别和改变通信半径两重负载均衡方法,提出了一种基于普通节点负载均衡的RPL路由协议——OLB-RPL。通过实验仿真验证结果证明改进后的协议可以实现网络中普通节点的负载均衡,并且在减少节点能量消耗的同时延长了整个网络的生存时间。     

基于WSN均衡汇聚树的CTP路由算法改进

针对无线传感器网络(WSN)节点能量均衡消耗的需求,提出一种基于均衡汇聚树的路由算法LB-CTP。该算法定义节点均衡度,引入规避繁忙节点接入机制。在路由更新中,相应节点以LB-CTP路由算法选择父节点接入网络,分担繁忙节点负担。基于TinyOS操作系统对 LB-CTP进行实现,通过TOSSIM平台进行仿真实验,结果表明,与CTP算法相比,LB-CTP算法能有效地均衡网络负载。     

面向移动汇聚节点的无线传感器网络自适应路由方法

针对无线传感器网络面向移动汇聚节点的自适应路由问题,为实现路由过程中对节点能量以及计算、存储、通信资源的优化利用,并对数据传输时延和投递率等服务质量进行优化,提出一种基于强化学习的自适应路由方法,设计综合的奖赏函数以实现对能量、时延和投递率等多个指标的综合优化。从报文结构、路由初始化、路径选择等方面对路由协议进行详细设计,采用汇聚节点声明以及周期性洪泛机制加速收敛速度,从而支持汇聚节点的快速移动。理论分析表明基于强化学习的路由方法具备收敛快、协议开销低以及存储计算需求小等特点,能够适用于能量和资源受限的传感器节点。在仿真平台中通过性能评估和对比分析验证了所述自适应路由算法的可行性和优越性。     

改进的基于网络寿命的RPL路由协议

为提高无线传感器网络(WSN)的寿命,提出一个能量平衡路由协议的设计方案,该协议不再侧重于最小化所有节点的平均能量消耗,重点识别能量瓶颈节点,最大限度降低其能量消耗以达到网络寿命的最大化。定义一个估计的预期寿命(ELT),用该值度量这些瓶颈节点寿命,通过剩余能量和链路可靠性等约束条件,估计瓶颈节点的平均能耗,选择最优的路径,均衡能量消耗。实验结果表明,与预期发送次数(ETX)和剩余能量两种协议相比,该协议能够有效延长网络的寿命。     

一种自适应均衡的移动Ad Hoc路由协议

针对Ad Hoc路由协议普遍缺乏对网络负荷进行考察的缺点,提出一种根据节点的负载高低进行自适应路由选择的协议ADMAR,其中包括一个反映当前网络负荷高低的负荷因子及模型。实验仿真结果表明,该协议具有较理想的路由稳定性,能在一定程度上实现网络负荷的分担,减少网络热点的产生。     

基于负载均衡的DSR路由协议改进*

动态源路由DSR路由协议以最短路径优先为原则,但是没考虑负载均衡,产生拥塞区域、连接失败等不利结果.为减轻路由负载,提高协议性能,提出了一种基于负载均衡的DSR路由算法.在路由发现过程中节点根据自身负载情况决定接收或丢弃请求分组,从而避开负载过高节点;中间节点采用不应答路由请求分组策略;目的节点根据路径总负载选择合适的...     

基于流量分配倾向度的SDN多路径负载均衡

针对SDN多路径网络环境下的负载均衡问题,提出一种基于流量分配倾向度(flow distribution propensity,FDP)的SDN多路径路由负载均衡策略。在SDN多路径网络中,每当有数据流需要传输时,通过深度优先遍历算法(DFS)获取并存储多路径信息及每条路径的带宽与时延参数;依据文中定义的流量分配倾向度,结合OpenFlow组表技术,公平地分配网络流量到每条可用路径。仿真结果表明,该策略可有效增加所有可用路径的数据包传输量,降低SDN网络中单一路径的负载,实现了基于多路径路由的负载均衡。     

MANET中基于自相似流量的负载自适应路由协议

最近,QiLian Liang和Shouyi Yin两位学者分别证实了MANET中流量的自相似性.本文利用自相似性流量的可预测性,使用统计学方法进行流量预测;同时,提出节点可负载度的概念,用于描述节点接受负载的能力,并把流量预测的信息加入到该度量中,使得可负载度能表示节点当前及下一时间段的负载状况;该度量还具有负载的自适应性,能根据节点负载状况,调节流量预测所起的作用,为路由协议提供有效的支持;综合流量预测与节点可负载度,本文在DSR协议基础上提出LBDSR协议,该协议使用节点的可负载度均值来判断路由的优劣,由此实现网络吞吐量的提高和负载均衡.模拟实验显示,在网络高负载时,本文协议与DSR协议相比,网络吞吐量提高6.5%,网络端到端时延下降8.3%.     

基于节点位置与剩余电池量的Ad hoc网络多路路由研究

基于Ad hoc网络节点剩余电量和位置信息,为降低路由发现延时和延长网络生存寿命、充分利用网络带宽、存储及计算等资源,遵循网络负载均衡原则提出了基于位置与剩余电量的多路路由算法.通过构建算法模型,论证了节点剩余电量与位置对路由发现延时、稳定性与可靠性的影响.经NS2仿真试验表明该协议的节点利用率一般在75%左右,具有较好的综合性能,比较适用于节点频繁移动的Ad hoc动态网络环境.     

基于模糊层次分析法的RPL路由优化协议

针对现有低功耗有损网络路由协议在拓扑构建及路由选择时没有综合全面考虑各方面的路由度量（Routing Metric）,或在考虑两个或三个路由度量时各个路由度量的权重分配多是基于专家经验,主观性太强的问题,本文提出一种新的基于模糊层次分析法的RPL（Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks, RPL）路由协议—RPL-FAHP（RPL based on Fuzzy Analytic Hierarchy Process, RPL-FAHP）。RPL-FAHP在选择偏好父节点（下一跳节点）时综合考虑各方面的路由度量,构建新的复合路由度量和目标函数,并采用模糊层次分析法确定复合路由度量中各个路由度量的权重系数,从而选出最优偏好父节点传输数据。理论分析和仿真结果表明：与现有的相关典型算法相比,RPL-FAHP在平均分组丢失率、平均端到端时延及网络寿命等方面具有整体上更优的性能。     

移动场景下的节点高效寻路RPL路由算法优化

在低功耗有损网络(low power and lossy networks)中,现有的移动性支持路由算法存在控制消息冗余,应用场景不具有普适应,网络丢包率和移动节点能耗较高等问题.针对这些问题,提出一种移动场景下的节点高效寻路RPL路由算法(efficient pathfinding RPL routing algorithm for nodes in mobile scenarios,MSE-RPL).该算法提出的优化思路如下:首先,精简了移动节点的控制消息,并采用自适应黑名单机制建立备选父节点集,从而降低了移动节点的能耗;其次,基于移动节点的移动速度和方向,从备选父节点集中选择移出通信范围预估时间最短的节点作为最优父节点,不但适用于随机移动场景,还降低了平均端到端时延;最后,在链路中断前,利用DIS计时器及时通告DIS消息以快速重构拓扑,降低了丢包率.仿真结果表明,MSE-RPL算法在平均端到端时延、移动节点能耗、丢包率等性能指标方面均有明显改善.     

低功耗有损网络安全路由协议研究综述

随着物联网不断飞速发展,低功耗有损网络（LLN）的研究与应用成为一种发展趋势。首先,介绍了6LoWPAN与低功耗有损网络路由协议（RPL）的基本原理和结构;其次,总结了LLN中RPL所面对的主要安全威胁以及应对方法,根据协议所采用的不同策略进行归纳、分类和比较;然后,对国内外已有安全RPL研究情况进行了介绍和分析,同时对现有安全威胁和解决方案进行了总结;最后,提出了在大规模、移动性、自组织、低功耗的RPL中需要进一步研究的安全问题和发展趋势。     

用于移动汇聚节点的自适应数据采集策略

移动汇聚节点用于无线传感网络信息采集,可以提高网络能效性,延长网络生命期。研究了四轴飞行器携带 移动汇聚节点,该节点可采集地面无线传感网数据。通过分析汇聚节点空中移动特性,探讨了低功耗无线数据采集 时,移动轨迹、速率和高度与移动汇聚节点能够发送的数据量的之间的理论约束条件。在满足约束条件前提下,提出 基于数据量局部最优化策略,用以控制移动汇聚节点移动路径。在仿真环境中,详尽分析了这种数据采集策略下逗留 时间与移动轨迹、速度和高度等之间的关系,为这类应用莫定了理论基础。     

一种面向路由负荷的自适应均衡Ad hoc路由协议

针对Ad hoc网络中的路由协议通常采用基于数据路径最短的标准选路,而缺乏对网络负荷这一重要因素进行考察,这最终导致所选择的路径可能产生拥塞,并使某些过载节点寿命降低,提出一种根据节点的网络负载进行自适应路由选择的协议(ADMAR)。该协议把网络当前的动态负荷因素纳入考虑的指标,在节点选路过程中选择负荷较轻的路径,以达到合理地分担网络中负荷的目的。通过基于OPNET的仿真实验对该协议的性能和效果进行分析评估,实验结果说明ADMAR具有较好的负荷分担能力,并尽可能降低网络热点区域产生的可能性。     

基于多反应节点下WSANs路由协议研究

针对多个反应节点环境中现有无线传感器网络路由协议不能完全满足无线传感反应网络（WSANs）对能耗和实时性需求的问题,利用J-Sim对WSANs的仿真功能,设计并实现适应单反应节点选择模式的WSANs路由协议BHOER,给出仿真数据及性能分析,实验结果表明,BHOER较好地满足WSANs的应用需求。     

基于单向多汇聚节点的WSN分层路由协议

针对分层无线传感器网络的簇首节点容易成为网络瓶颈制约网络性能的不足,提出一种低能耗的路由协议。采用多汇聚（Sink）节点模式来构建网络,利用RSSI（接收信号强度指示）测出各传感器节点与各Sink节点之间的距离,并依据距离的远近为Sink节点划分作用域。通过传感器节点单向与所属Sink节点通信来降低簇首节点的负担。仿真实验结果表明提出的路由协议能有效克服簇首节点网络瓶颈问题,从而降低网络能耗,提高网络生存时间,对于无线传感器网络应用于大范围数据收集的网络具有重要的价值。     

能量均衡的低功耗有损网络路由协议

针对目前低功耗有损网络路由协议（RPL）中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL（EB-RPL）。首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能。仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4%和39.4%的平均网络生存时间。EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间。