基于链路状态感知的无线Mesh网优化路由协议

在分析无线Mesh网路由协议所面临的挑战的基础上,结合无线Mesh网络的性能要求,以OLSR协议为原 型,采用跨层设计理论,提出了一种基于链路状态良好程度的路由协议工R-)工SR。该协议引入了认知无线网络中的 环境感知推理思想,通过对节点负载、链路投递率和链路可用性等信息进行感知,并以此为依据对链路质量进行推理, 将其作为路由选择的依据,实现对路由的优化选择,提高网络的吞吐量,达到负载均衡。仿真结果表明,工R-OI_SR能 够在很大程度上提高网络中分组的递交率,降低平均端到端时延,在一定程度上达到负载均衡。     

按需式ad hoc移动网络路由协议的研究进展

Ad hoc移动网络是一种完全由移动主机构成的网络，网络拓扑易变，带宽，能源有限是ad hoc移动网络的主要特点，针对这些特点，目前设计的ad hoc路由协议大多采用按需查找方式，该文介绍了这方面研究的最新进展，对几种典型的按需路由协议进行了说明，分析和综合比较，文中分析了目前协议存在的一些问题并提出了相应的改进方法，最后指出了下一步研究方向。     

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...     

利用ETX路由度量的无线Mesh网络协调机会路由协议

针对无线网格网络(wireless mesh network, WMN)中传统路由协议重复传输且频繁运行路由发现过程的问题,提出了基于期望传输次数(expected transmission count, EXT)路由度量的协调机会路由协议。首先,利用无线网络的广播特性寻找拥有最大化吞吐量和最小丢包率的最优路由协议;然后,使用ETX路由度量标记关键问题的计算成本;最后,利用源节点发送的信用和区域成本计算节点的区域,并实现路由发现。仿真结果表明,提出的路由协议在不同参数情况下,平均吞吐量可提高32%,投递率可由10%提高至20%,相比其他几种较新的路由协议,提出的协议在吞吐量、投递率和平均端与端间延迟方面具有更好的性能。     

基于混合无线网状网协议的改进算法研究*

HWMP提供了两种路由模式,分别是以树状路由(TBR)为基础的先应路由模式和以AODV为基础的按需路由模式.然而这个协议存在着许多问题,如可扩展性较差、效率较低、根是网络故障点,当网络业务繁重时,数据包的碰撞和丢失增加.提出一种混合无线网状网协议的改进算法来解决以上问题.在Mesh网络内部.改进后的协议能够使源节点快速...     

一种基于链路质量的移动Ad-hoc网络地理路由算法

如何实现简单的路由机制,使节点能够快速、高效地完成分组传递,是移动aa-ho}网络研究的一个基本问题。针对无线链路在高误码率和杭干扰技术方面的不足,提出了将链路质量作为路由选择的度量,设计并实现了基于链路质量的地理路由算法LQPR,解决了在非理想无线链路上采用传统贪婪算法引起数据分组传送率下降的问题。该算法综合了链路质量选择模式和边界选择模式,并利用目标定位技术获取的地理位置信息指导分组的转发,以减少控制开销,优化路径选择,实现数据分组快速有效的传输。在NS-2中完整实现了LQPR协议的仿真,并通过对网络节点发送数据包的端到端时延、吞吐量以及包传送率进行比较、评估和检侧,验证了LQPR路由协议的有效性。     

应用累积系数确认的网络编码机会路由协议

在无线mesh网络中,机会路由通过高效使用无线传输的广播特性显著地提高了无线网络的吞吐量.引入网络编码,使得机会路由协议可以避免复杂的调度,更加易于实现.然而,网络编码的引入给机会路由协议带来新的问题：转发节点应该发送多少编码包?MORE等协议依据平均链路状况信息来预计节点转发编码包数目的方法,无法准确判定发送的冗余.以CCACK为代表的研究采用逐跳反馈的方式来减少编码包的冗余发送.首先,针对采用正交向量确认的CCACK机制进行分析,说明了CCACK尽管可以减少确认开销,减少误判,但却带来了“信息空间已覆盖而无法正交”的漏判问题.在此基础上,提出了一种基于累积编码系数反馈确认的网络编码机会路由协议CFACK.该确认机制中转发节点通过侦听下游节点的编码系数向量,并与来自上游节点的编码系数向量进行相关性分析,从而获知下游节点信息是否覆盖自身信息.证明了在无差错网络环境下该确认机制不存在误判和漏判的可能,同时,在有差错网络环境下对该确认机制的有效性进行了分析.结果表明：在一般节点分布情况下,利用额外的一次携带确认,可以确保90%以上的准确性.仿真测试结果表明：CFACK相比CCACK,显著提高了网络的吞吐量,平均提高率为72.2%,同时在编码计算、存储和包头开销上都少于CCACK.     

双向路径重选的自组网负载均衡路由协议

基于跨层负载感知和双向路径重选的自纽网负载均衡路由协议（CLBLR）在路由发现阶段和路由维护阶段，将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和路径总业务流负载结合起来，共同作为路由选择和路由调整的重要依据，通过双向路径重选方法实现最优路径选择和网络业务流的均衡分布和均衡传输．协议通过禁止中间节点对路由请求进行应答和阻止不必要的路由请求分组，经由重负载中间节点转发，以保证路由发现时能够利用最新负载信息，并避免了节点在重负载情况下成为新建路由的中间节点，使协议具有一定的拥塞控制功能，以间接的方式实现了请求接纳控制．上述措施使分组传输路由很好地避免了拥塞节点，减少了网络瓶颈对网络性能的影响．仿真表明，CLBLR在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好性能，其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境．     

结合混合式信道分配的无线MESH多路径路由协议

为了优化无线Mesh网络中的多接口多信道网络资源,对单接口多路径路由协议和单路径信道分配策略进行了深入的分析研究,提出了与混合式信道分配方式相结合的多路径路由协议(AODV-MP),实现了网络中多条路径的并行传输,从而提高网络的整体吞吐率。并根据多路径路由协议自身的特性,结合与邻居节点干扰相关的因素——信噪比(SNR),提出了多路径路由的路由度量判决WCETTSNR,同时将该路由度量作为负载流量分配的比例标准。利用NS2网络仿真平台对该多路径路由协议进行测试,结果显示AODV-MP在网络吞吐率上提高了45%,并在高负载情况下,较大幅度地减少了网络延时。     

A multi-layer experimental study of multimedia and QoS communication in wireless mesh networks

A significant issue in Mesh networks is to support multimedia transmissions while providing Quality of Service (QoS) guarantees to mobile users. For real-time multimedia streaming, unstable throughput or insufficient bandwidth will incur unexpected delay or jitter, and it remains difficult to provide comprehensive service guarantees for a wireless mesh environment. In this paper, we target the problem of providing multimedia QoS in wireless mesh networks. We design and implement a campus test-bed for supporting multimedia traffic in mobile wireless mesh networks, and investigate in detail some possible improvements on a number of layers to enable multimedia transmission over wireless networks with QoS support. We first study a number of improvements of some existing routing protocols to support multimedia transmissions. Some new admission control and rate control mechanisms are studied and their performance gains are verified in our experiments. In our new cross-layer adaptive rate control (CLARC) mechanism, we adaptively change the video encoder’s output bit rate based on the available network bandwidth to improve the quality of the received video. We also design a mobile gateway protocol to connect the MANET to Internet and a wireless LAN management protocol to automatically manage WLAN to provide some QoS.     

基于跨层设计的CLRM-HWMP路由协议研究

在研究HWMP路由协议的基础上引入跨层设计方法,综合考虑数据链路层的数据帧传输成功率DFTE(Data Frame Transmission Efficiency)、网络层的可用带宽和节点跳数作为跨层路由度量值CLRM(Cross-Layer Routing Metric),提出一种综合路由判据的跨层路由协议CLRM-HWMP路由协议.该协议有效解决单一的路由量度判据在提高无线Mesh网络性能方面的局限问题.通过NS-3仿真工具对无线Mesh网络中的HWMP路由协议和提出的CLRM-HWMP跨层路由协议进行分析对比,实验结果表明:提出的CLRM-HWMP路由协议有效降低了节点间端到端时延、提高了数据包投递成功率和网络吞吐量.     

基于探测的多信道无线网状网机会路由算法

多信道无线网状网的性能在很大程度上依赖于信道分配和路由选择.现有的多信道无线网状网路由大多没有考虑信道之间的干扰问题,从而导致通信性能下降.针对这一问题,提出一种基于探测的多信道无线网状网机会路由(POR)算法.首先,根据干扰能量,选出最佳通信信道集来降低信道间的传榆干扰.在此基础上,采用探测方式计算路径期望传输时延,确定候选链路集并运用机会路由机制进行数据传输以最小化端到端的传输时延.实验结果表明,POR可以显著地降低平均端到端时延,提高数据包投递率,为数据传输提供实时性和可靠性保证.     

基于多蚁群算法的无线传感器网络路由的跨层设计

针对事件驱动型无线传感器网络对数据传输的强实时性和高可靠性的要求,将统计获得的节点接入效率和负载队列长度等MAC层状态信息作为路由度量参数。考虑到蚂蚁网络算法在重负荷网络中存在传输延迟大、聚合速度慢等缺陷,提出了一种基于多蚁群算法的负载感知和高效接入的跨层路由协议,该协议把节点的单跳延迟、负载及带宽接入效率等参数作为路径的启发值进行路由优化。仿真结果表明,基于多蚁群算法的路由协议能够保证数据传输的实时性,能够实现无线传感器网络的拥塞控制及负载平衡。     

TinyOS2.x下基于蚁群算法的WSNs路由协议设计

为了增强无线传感器网络的动态适应性和实现数据包的多路径传输,根据蚁群算法的原理,使用NesC语言在TinyOS2.x下设计了路由协议Ant-PDRP.该协议采用信息素浓度指引路由包和数据包传输,并在数据包传输过程中引入惩罚机制以实现动态均衡网络能耗.TOSSIM仿真和Micaz节点的真实实验表明,改进后的路由协议能够有效减少传输时延,延长网络寿命,保证数据可靠传输.     

On reactive routing protocols in ZigBee wireless sensor networks

ZigBee is the primary standard solution for wireless sensor networks, implementing the Ad hoc On‐Demand Distance Vector (AODV) protocol in the network layer and supported by the standard IEEE 802.15.4. This study is focused on mesh topologies and the critical problems encountered when AODV is executed in conjunction with the Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance protocol. These problems are mainly related to the packet overhead required to carry out route creation. To perform preliminary experiments to be able to implement AODV in a real network, a new metric is proposed herein. This metric uses fuzzy logic to help in the decision‐making process. The objective of the fuzzy routine is to determine, during the route‐discovery process, the best node to forward request/reply packets, with the aim of reducing packet overhead and energy consumption. Moreover, minor changes are also added to the discovery procedure of AODV to improve the performance of the route‐creation process. This intelligent version of AODV has provided promising experimental results, greatly reducing the number of packets required, with the consequent energy saving while selecting the best nodes to be part of the routes.     

基于EWMA的无线传感器网络路由度量性研究

选择有效的路由量度方法对于提高无线传感器网络的路由性能而言至关重要.本文首先通过实验研究,发现了无线传感器网络的通信链路存在着高丢失率、非对称性等特点,并分析了LQI、RSSI与收包率关系;由此提出了基于EWMA的LETX路由度量算法.最后,将此度量算法应用于AODV协议中,仿真结果表明本文提出的LETX路由量度方法是一种保证可靠性的前提下节省网络能量的量度方法,能够为无线传感器网络高效路由协议的设计提供有价值的参考.     

Transmission of layered video streaming via multi-path on ad hoc networks

Mobile ad hoc networks without centralized infrastructure change their topology rapidly because of node mobility, making multimedia applications difficult to run across wireless networks. Moreover, video transmission over ad hoc networks causes frequent transmission loss of video packets owing to end-to-end transmission with a number of wireless links, and requires essential bandwidth and restricted delay to provide quality-guaranteed display. This paper presents an architecture supporting transmission of multiple video streams in ad hoc networks by establishing multiple routing paths to provide extra video coding and transport schemes. This study also proposes an on-demand multicast routing protocol to transport layered video streams. The multicast routing protocol transmits layered video streaming based on a weight criterion, which is derived according to the number of receivers, delay and expiration time of a route. A simulation is performed herein to indicate the viability and performance of the proposed approach. The simulation results demonstrate that the proposed transport scheme is more effective than other video transport schemes with single or multiple paths.

A new parallel scheduling system for multiple radio wireless mesh network

To enhance the capacity of wireless mesh networks, a key technique is widely investigated which is the usage of multi-radio and multi-channel diversity. In this paper, a new parallel scheduling system is proposed which exploits MAC diversities by transmitting packets on the radios opportunistically. Compared with conventional packet transmission which follows “one flow one radio”, the new system uses radio diversity to transmit the packets on different radios simultaneously. Two kernel components of this system are selection module and schedule module. A localized selecting algorithm is implemented in the selection model to choose the right radios based on the quality of wireless links; two distributed packet-scheduling algorithms are optional with the schedule component. Finally, a routing metric adapting this system is presented. We have carried out a comprehensive performance evaluation of this system using ns-2. Simulation results show that it can successfully harness diversity of multi-radio and multi-channel to provide considerable improvements over a baseline multi-channel system in several situations.     

一种快速而高效的MANET路由协议

MANET是一种由一系列可以自由移动的节点主机聚集而成的一个临时性动态网络。由于其拓扑的动态性,其路由协议与其它传统网络有着很大的区别。传统的MANET路由协议都在路由破裂后由源节点重新建路,存在较大建路延时,极大阻碍了信息的实时传送。为此,该文提出了一种支持实时传送的路由协议,该协议通过在路由破裂处用最快方法重新建路来实现数据的实时传输。模拟结果表明这种协议具有较好的网络性能。     

UWSNs中基于深度的抑制空洞路由优化算法

针对传统的水下无线传感器网络(UWSNs)的位置路由存在路由空洞问题,提出了基于深度的抑制空洞路由(DSVR)的UWSNs路由协议.DSVR协议通过融合跳数、物理距离和邻居数多个指标决策路由.为了提高通信可靠和缓解路由空洞,DSVR协议选择具有最小跳数路径、最少邻居数的节点作为下一跳转发节点.同时,DSVR协议利用定时器抑制冗余数据包.仿真结果表明:提出的DSVR协议能有效地提高数据包传递率,并降低端到端传输时延以及能耗.