认知无线电网络安全路由问题研究

认知无线电是一种智能频谱共享技术,可显著提高频谱的利用率。根据认知无线电在国内外的研究现状以及该技术的应用发展趋势,给出了认知无线电网络中安全路由的一个研究体系。该体系以一种混合式的网络结构为基础,将身份认证,密钥分配,组播树的创建,对当前空闲频谱信息进行合理定价,递减式组播模式以及跨层设计路由等问题结合在一起,形成了一个较为完备的认知无线电网络安全路由问题体系,为未来认知无线电安全路由的研究开拓了一条新路。     

认知无线电网络安全路由问题研究

认知无线电是一种智能频谱共享技术,可显著提高频谱的利用率。根据认知无线电在国内外的研究现状以及该技术的应用发展趋势,给出了认知无线电网络中安全路由的一个研究体系。该体系以一种混合式的网络结构为基础,将身份认证,密钥分配,组播树的创建,对当前空闲频谱信息进行合理定价,递减式组播模式以及跨层设计路由等问题结合在一起,形成了一个较为完备的认知无线电网络安全路由问题体系,为未来认知无线电安全路由的研究开拓了一条新路。     

基于模糊控制的认知无线电路由选择策略*

一般无线网络的路由选择算法由于固定的信道分配不适合直接应用于认知无线电网络,需要针对认知无线电网络特有的信道动态性特点提出合适的路由选择策略。结合按需路由的基本流程,引入模糊控制技术,在充分考虑信道利用率和信道感知度这两种度量标准的影响下,提出一个可行的具有较小路由选择代价和最短路径双重优点的路由选择策略。仿真结果表明,基于模糊控制的路由选择策略较一般无线网络的按需路由协议具有更好的数据包投递率性能和吞吐量性能。     

基于有故障区域的Mesh网络目标结点间的最短路由算法

Mesh网络是较早研究的且现在仍然是最为重要的、最有吸引力的网络模型之一。因其结构、规则简单及良好的可扩展性,易于VLSI(超大规模集成电路)的实现,网格(Mesh)网络不仅成为了许多理论研究的基础模型,而且也是许多大型多处理器并行计算机系统所采用的拓扑结构。给出了两种故障情形下的最短路由算法:1)当Mesh的行数大于等于3且列数大于等于3、出现一个矩形故障区域时,给出了任意两个无故障结点间的最短路由算法,并且计算出了路径长度;2)当Mesh的行数≥3且列数≥3、某个结点及其k跳以内的邻居结点出现故障时,给出了任意两个无故障结点间的最短路由算法,并且计算出了路径长度。     

认知无线电网络频谱动态变化实时路由算法

针对认知无线电网络中传统路由协议存在的缺陷, 提出了一种频谱动态变化实时路由算法(DSVR)。该算法在频谱动态变化过程中, 利用马尔可夫状态转移, 及时调整路由, 在一定程度上对网络中的优质资源进行充分使用, 且能获得更低的传输时延。最后, 仿真结果表明, 在信道可用率、可用信道数、节点个数为评估参数下, DSVR比传统路由协议具有更低的端到端平均时延。     

基于改进伊藤算法的最短路径网络路由优化算法

通过对网络路由最短路径问题进行分析,使用伊藤算法求解以费用最低为目标的路由优化问题,建立最短路径路由问题的网络结构模型。为加快伊藤算法求解费用最低路由的收敛速度,在状态转移策略中引入费用启发因子,优化漂移和波动过程,并改进路径权重更新规则。将种群交叉思想引入算法中,利用种群间的信息交流加快了算法的收敛速度并提高了寻优能力。在2-opt算子局部优化的基础上加入反转算子,避免陷入局部最优解。文中还对算法的收敛性进行了系统分析。实验结果表明,改进后的算法有效提升了收敛速度并加强了寻优能力。     

最短路径算法及其实现

本文主要讨论了两种典型的最短路径算法-Dijkstra算法和Ford-Fulkerson算法的设计思路,并给出了其实现过程。     

一种基于脉冲耦合神经网络的最短路径算法

提出了一种基于脉冲耦合神经网(Pulse—Coupled Neural Network，PCNN)的最短路径算法。通过对PCNN做很小的改变，该算法不但具有和Hopfield神经网络相同的并行处理特性，适用于求解大规模实时问题，而且还能一次求出源点到其它所有目的点的最短路径．根据PCNN的模型和运算规则，本文证明了该方法的正确性并分析了其复杂度．文中还将该算法运用于通信网络的路由选择．     

基于遗传算法的最短路径路由优化算法

论述了用启发式遗传算法解决最短路径路由的优化问题.采用可变长度染色体(路由串)和它的基因(节点)应用于编码问题.交叉操作在交叉点进行部分染色体(部分路由)交换,变异操作维持种群的多样性.该算法采用简单维护操作维护好所有的不可行的染色体.交叉操作和变异操作相结合保证了最优解的搜索能力和解的全局收敛性.计算机仿真实验证明该算法快速有效,可靠性高.     

基于遗传算法的最短路径路由优化算法

论述了用启发式遗传算法解决最短路径路由的优化问题.采用可变长度染色体(路由串)和它的基因(节点)应用于编码问题.交叉操作在交叉点进行部分染色体(部分路由)交换,变异操作维持种群的多样性.该算法采用简单维护操作维护好所有的不可行的染色体.交叉操作和变异操作相结合保证了最优解的搜索能力和解的全局收敛性.计算机仿真实验证明该算法快速有效,可靠性高。     

延迟容忍网络中基于概率传递的可靠路由算法

针对延迟容忍网络中节点缓存受限引起大量消息被丢弃的问题,在概率路由算法的基础上,提出一种基于概率传递的可靠路由算法R PROPHET。该路由算法根据节点缓存中消息替换的历史情况评价节点的可靠性,以保证消息在可靠的节点间传输直至交付给目的节点。仿真结果表明,该算法能够减轻消息在节点间无效传递的情况,能够获得较高的消息交付率,并具有较低的通信开销。     

基于认知的多信道无线mesh网络路由协议研究

在多信道无线mesh网络中,路由选择与频谱可用性之间的相互依赖性很强,这就要求设计路由协议时要充分考虑信道的选择。传统的路由协议不能很好地适用于多信道无线mesh网络,因此提出了一种基于认知无线电的无线mesh网络路由协议,其中每个节点配置两个网络接口,路由选择与信道选择同时进行,通过冲突避免的设计,充分利用了多信道的优势。仿真结果表明,相对于传统路由协议,提出的路由协议能大大提高网络的吞吐量。     

基于混沌神经网络的最短路径路由算法

将最短路径问题映射到混沌神经网络，提出了一种带有混沌噪音的神经网络最短路径路由算法。首先设计了与最短路径有关的网络费用和路径表达方法；其次结合混沌神经网络的数学模型建立神经元的运动方程；最后依据网络费用和约束条件构造神经网络的能量函数。分别在具有9个结点和15个结点的网络拓扑结构上进行了实验，单个和多个分组请求均能快速地找到最短路径。结果表明，该文提出的最短路径路由算法用于高速交换网络是有效可行的。     

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。     

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。     

认知无线电网络路由协议综述

认知无线电网络中的节点具有动态频谱接入的特点,进而产生可用频谱的不规则性,这与传统无线多跳网络有很大不同,从而导致了认知无线电网络路由面临新的挑战.在介绍认知无线电网络路由的特点之后,对路由协议进行了初步分类.然后着重分析了目前认知无线电网络较为重要的路由协议的主要机制,详细比较了路由协议的主要类别和特点,最后总结了好的认知无线电网络路由协议的特点,并对未来发展趋势进行了初步展望.     

A Routing Protocol for Enhanced Efficiency in Cognitive Radio Networks

This paper proposes a novel routing protocol enriched with an assigning mechanism that enables for efficient data flow coordination, among communication nodes with heterogeneous spectrum availability in distributed cognitive radio networks. Efficient routing protocol operation, as a matter of maximum-possible routing paths establishments and minimum delays is obtained, by utilizing a signaling mechanism that was developed based on a simulation scenario. This simulation scenario includes a number of secondary communication nodes, operating over TVWS （television white spaces） under the ＂spectrum of commons＂ regulation regime. The validity of the proposed routing protocol for enhanced efficiency in cognitive radio networks is validated, by conducting experimental simulations and obtaining performance evaluation results. Simulation results verified the efficiency of the proposed routing protocol for minimizing routing delays among secondary communication nodes and indentified fields for further research.     

基于全分布式分组无线网络的蚂蚁路由算法

该文介绍了全分布式分组无线网络中路由算法。当前广泛运用的OSPF路由算法在网络的链路发生阻塞时，不能及时探测到链路状况。当链路发生拥塞时，在发包率继续增大的时候，只能简单地丢弃数据包。就此该文在分布式的无线网络中应用了蚂蚁算法。该算法由发送探测包来担任“觅食蚂蚁”在短时间内找出最优路径，分散流量，避免网络的拥塞。通过仿真结果表明：该算法在网络利用率和数据包传送时延上有较好的改善。