无线传感网络中基于时延感知的背压路由

背压路由算法已广泛应用于传感网络,其优化了吞吐量,但其存在数据包传输时延大的问题。为此,提出基于时延感知的背压路由(Delay-Aware Backpressure Routing, DABR)路由。DABR路由估算数据包驻留在队列中的时间(驻留时间),并依据数据包队列积压差和驻留时间决策路由,优先传输驻留时间长的数据包,进而在损害网络吞吐量性能前提下,缩短数据包传输时延。仿真结果表明,提出的DABR路由提升了数据包传输成功率,并降低了数据包传输时延。     

WSNs中满足时延要求的空洞抑制路由

满足数据传输时延要求是无线传感网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)的关键问题。为了解决此问题,研究人员提出基于不同服务质量QoS的地理位置路由,但是这些路由并没有处理好路由空洞问题,也存在空洞边界拥塞问题,这些问题降低了数据包传递率。为此,提出基于时延要求的抑制路由空洞的WSNs地理位置路由(Delay-Guaranteed-based Suppressing Hole Geographic Routing, DG-SHGR)。DG-SHGR路由先检测路由空洞,然后为处于路由空洞周围的数据包定义雷区,使数据包的传输路径远离雷区。同时,依据数据包传输时延要求定义雷区尺寸,进而保证数据包的传输时延要求。实验数据表明,提出的DG-SHGR路由有效地提高了数据包传递率,并平衡负载     

结合距离与队列积压的无线Mesh网络拥塞感知路由协议

针对无线Mesh网络中路由的拥塞问题,提出了一种结合距离与队列积压信息的拥塞感知路由协议(DR-CAR)。首先,结合链路质量源路由(LQSR)协议中的距离度量和E-Backpressure协议中的队列积压度量构建一种新的链路质量度量。然后,每个节点通过探测数据包来计算链路质量,并通过控制数据包和其邻居节点进行交互,以此来更新链路质量。最后,节点根据链路质量来选择下一跳节点,从而构建从源节点到目的节点之间的最佳路径。另外,在MAC层中为控制数据包分配最高的优先级,同时保证控制数据包的安全性。仿真实验表明,在不同的链路负载下,该协议在网络传输时延和网络吞吐量方面都具有优越的性能,具有可行性和有效性。     

基于跨层竞争的同步MAC协议研究

在无线传感器网络(WSNs)中,基于跨层竞争的同步媒体接入控制(MAC)在一周期内可安排多个数据包的多跳传输,传统的协议在同一个数据窗口传输请求数据包和确认数据包,降低了数据窗口的多跳流量的建立,也降低了在多跳场景中的数据包传输率和传输时延性能.本文提出了基于新的基于跨层竞争的同步MAC(CLC-MAC)协议,CLC-MAC协议引用新的周期结构,且其包含两个独立窗口,并由该窗口分别传输数据请求包和确认包,即请求包在数据窗口传输,而确认包在休眠窗口传输.实验数据表明:与先锋路由帧MAC(PRMAC)协议相比,CLC-MAC协议的端到端传输时延和数据包传输率的性能均得到了提高.     

一种基于链路状态组合度量的无线网状网路由协议

在分析Ad hoc网络中的经典路由协议AODV的基础上,结合无线网状网的特点,提出了基于链路加权的无线网状网路由协议MODVWLS.协议通过节点的可用带宽、缓冲队列和吞吐性能等计算每一跳的代价(即权重),选择从信源到信宿累计权重最小的路径作为路由.对链路权重计算、报文格式、路由发现和维护过程进行了详细阐述,并利用NS2对MODVWLS协议进行了仿真实现.结果表明,MODVWLS协议能合理利用空闲节点和链路资源,较好地均衡网络负载,在数据包转发率、端到端延迟和标准化路由负载等性能上均优于AODV协议.     

无线传感网络中基于环形的层次型路由协议

在无线传感网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)中引入移动信宿可以缓解热点问题。然而,向网络内所有节点更新信宿位置增加了网络开销和节点的能耗。为此,提出一种基于环形的层次型路由协议(Ring-based Hierarchical Routing, RBHR)。RBHR将感测区域分割成多个环,仅向环上节点更新Sink位置信息。同时,RBHR引用基于角度路由向信宿传输数据,缩短路径长度。仿真结果表明,相比同类的路由,RBHR的能量消耗,数据传输时延和数据包传递率性能均得到提升。     

基于跨层竞争的PRMAC协议的优化研究

基于流水路由的MAC协议PRMAC(Pipelined Routing Medium Access Control)是无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的典型的基于跨层竞争的同步MAC协议. PRMAC协议允许一个周期内进行多跳传输.但是,PRMAC协议的传输请求发送包RTSD(Request-To-Send Data)和确认发送数据包CTSD(Confirmation-To-Send Data)在同一个数据包窗口传输,降低了路由性能.为此,对 PRMAC 协议进行改进,提出面向多跳场景的 PRMAC 协议 MH-PRMAC(Multi-Hop PRMAC). MH-PRMAC协议采用新的周期结构,并在休眠窗口内设置两个独立窗口,再由它们分别传输RTSD和CTSD包.实验数据表明,提出的MH-PRMAC协议有效地降低了数据包传输时延,并提高了数据包传输率.     

无线多跳网络中支持多媒体QoS的中继节点转发队列调度算法研究

随着网络应用的日益广泛,一个通信网络往往需要支持多种业务。文章针对无线多跳网络,中继节点采用FIFO队列转发数据产生的时延累计效应导致的实时性服务不可用问题,提出了按照数据类型和数据包剩余时延对转发队列中数据包重新排序的策略。此策略能够在保持非实时性应用数据包时延可容忍的情况下,有效降低多媒体数据包的平均传输时延和整个系统的丢包率。     

控制时延的主动队列管理算法

针对现有的主动队列管理(AQM)算法造成的队列时延无法满足VoIP、音视频等流媒体传输需求的问题,提出一种直接控制队列时延的主动队列管理算法——DCQA。该算法使用PID控制器计算路由器缓存的数据包丢弃概率,用其对即将进入缓存排队的数据包做丢包判断并采取相应动作,以控制队列时延在期望值以下。实验仿真了3种网络环境下DCQA的性能,链路利用率分别是99.93%、99.88%和99.95%。并且,队列时延分别有50.45%、51.59%、52.4%被控制在期望值以下,比CoDel算法分别提高了3.6%、40.53%、50.69%。实验结果表明,DCQA在不同的网络环境中都可以获得较高的链路利用率,而且控制队列时延的能力优于CoDel算法,适用于流媒体的传输。     

基于虚拟引力的WSNs路由协议设计与实现

数据采集是无线传感器网络(WSNs)主要功能之一,大规模的传感器网络采集并回收数据时容易出现节点负载不均衡,导致负载重的节点过早死亡.为了延长传感器网络的生存时间,本文提出了一种基于虚拟力的分簇路由协议(CRPVG),选取合适的节点出任簇首;根据簇首与普通节点的虚拟引力大小进行分簇;通过簇首之间多条传输将采集的数据包发送至基站节点.实验结果表明:提出的分簇路由协议在能耗均衡方面起到了较好的作用,延长了网络的生存时间.     

控制时延的主动队列管理算法

针对现有的主动队列管理(AQM)算法造成的队列时延无法满足VoIP、音视频等流媒体传输需求的问题,提出一种直接控制队列时延的主动队列管理算法--DCQA。该算法使用PID控制器计算路由器缓存的数据包丢弃概率,用其对即将进入缓存排队的数据包做丢包判断并采取相应动作,以控制队列时延在期望值以下。实验仿真了3种网络环境下DCQA的性能,链路利用率分别是99.93%、99.88%和99.95%。并且,队列时延分别有50.45%、51.59%、52.4%被控制在期望值以下,比CoDel算法分别提高了3.6%、40.53%、50.69%。实验结果表明,DCQA在不同的网络环境中都可以获得较高的链路利用率,而且控制队列时延的能力优于CoDel算法,适用于流媒体的传输。     

RAODV:一种基于拥塞跳数改进的AODV路由协议

针对移动Ad Hoc网络的AODV路由协议在通信过程中存在的局部拥塞问题,本文提出基于拥塞跳数的路由协议RAODV。该协议引进平均队列长度预测拥塞情况,在路由节点转发路由请求包时,考虑自身的拥塞情况动态调整跳数计数方式,得到的路径跳数称为拥塞跳数,基于拥塞跳数建立最短路由。仿真结果表明,RAODV路由协议在不影响收敛速度的情况下有效地提高了数据的传输投递率,降低了平均时延。     

基于队列长度的VANETs广播协议

车载自组织网络中,紧急信息的优先级高于服务信息。当节点接收到紧急信息后就会抑制服务信息的发送,造成紧急信息与服务信息之间发送不公平。针对这一矛盾,提出一种基于缓存队列长度的广播协议(BQLP),该协议通过数据包缓存队列长度来调整信息发送的优先级,缓存队列长度越长,节点发送信息的优先级就越高,从而避免因缓存队列过长而引起的数据丢包。仿真结果表明,BQLP协议不仅提高了数据包和节点的接收率,而且降低了数据包传输延时。     

DPQS:MANET中一种有效的队列调度机制

提出一种针对移动自组网的动态优先权队列调度机制(DynamicPriorityQueueScheduling,DPQS)。为缓冲区设置最大、最小两个阈值,将其分为三个不同的负载阶段,然后根据当前缓冲区的负载情况动态调整各种类型数据包的优先等级,从而在不影响快速建立路由的前提下,降低数据包在网络中的传输延时,提高网络的性能。仿真结果表明DPQS机制有效地降低了网络传输延时,并对网络的吞吐量也有一定的提高。     

Ad hoc网络中基于QoS约束的AOMDV路由协议设计

多数Ad hoc网络路由研究聚焦于找到一条连接源和目的节点的路由,而没有考虑网络的QoS需求,一旦数据流量超过了网络所能承受的限度,数据流的传输质量将无从保证。提出了一种AOMDVQ（AOMDV Based on QoS）路由协议,在AOMDV基础上增加了带宽、时延、跳数和优先级等约束条件,使得在路由发起和路由维护阶段满足一定的QoS需求。仿真结果显示,AOMDVQ协议在高速移动状态下其数据包发送成功率、端到端时延等较AOMDV、MP-AOMDV协议有明显改进。     

基于多队列自适应的DTN传染路由算法

传染路由是DTN中一类较简单的基本路由算法.针对DTN网络环境易变的特点及传染路由的不足提出多队列自适应传染路由,采用多队列方式管理存储空间,利用效用函数对队列内信息进行排序,针对不同队列及网络情况采用相异的转发机制,从而降低网络负载率、提高传输率并降低传输时延,同时可提供简单的QoS.仿真证明本算法优于路由算法Spray andw ait和MaxProp.     

基于信道选择的认知无线网络路由协议

为保证认知无线网络路由的稳定性,减少信道切换次数,降低端到端时延,提出基于信道选择的路由协议。以信道可用概率和信道切换时延为信道选择标准,在确保信道可用的前提下,选择端到端时延最短的路由进行数据传输,提高路由的时延性能和数据投递率。仿真结果表明,与TDRP、PUC-JRCA协议相比,该协议在数据包传输时延、数据投递率方面有明显改善。     

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.     

MANET中基于邻居节点的重传控制算法

针对移动Ad hoc网络传统重传机制存在的局限性,提出了一种新的重传控制算法(EX-TCGM),利用传输路径上的邻居节点传输丢失的数据包,使得路由上的任何节点都能够重传;并从理论上对该算法的有效性进行了分析。通过仿真,与按需距离矢量路由协议(AODV)、机会路由协议(ExOR)和基于分组移动的传输控制方法(TCGM)进行了性能对比和分析,EX-TCGM相对原协议在端到端平均时延和吞吐量上有所提高,数据包平均成功传输率相对其他协议显著增加。     

移动自组网基于跨层协作的负载均衡队列调度算法

传统的路由协议都是基于"最短路径"的考虑,节点在对数据包进行调度转发的时候,无条件的为路由控制消息赋予较高的优先转发权,这样就会导致网络中处于骨干位置的节点负载过重,从而进一步影响整个网络的性能.本文提出一种新的基于跨层协作的负载均衡队列调度算法(CLLBS),通过在MAC层与网络层监视节点网络负载,配合路由协议,根据节点的负载状况实时动态地对数据流的转发优先权进行调整,在整个网络进行负载均衡,缓解那些拥塞节点的负载压力.仿真结果表明本文算法较之传统的简单优先权算法有明显的性能提高,可以有效地提高网络的吞吐量,降低丢包率.