传感器网络中基于蚁群优化的谣传协议*

谣传协议是传感器网络中基于数据查询的路由协议,它使用随机方式生成路由,形成的数据传输路径不是最优路径,并且可能存在回路。为此,提出一种基于蚁群优化的谣传协议。该协议将蚁群分成查询蚂蚁和事件蚂蚁两个种群。当两个种群的蚂蚁相遇时,则形成查询路径。该协议解决了谣传协议中的回路问题,算法收敛性好,建立完整查询路由的概率比谣传协议的要大,传输数据所需的能量消耗比谣传协议的要少,是一种能量高效的数据查询协议。     

基于能量梯度改进的GPSR协议

针对贪婪周边无状态路由(GPSR)协议存在的路由热点以及能量消耗过快的情况,提出了一种基于能量梯度和距离的改进型GPSR路由协议.查询消息在沿着路由路径传输时,根据前方节点的能量和当前节点到目的节点的距离选择下一跳节点;根据能量阈值以及该节点的邻居节点数对该节点进行修正,从而均衡能量消耗.仿真结果表明:改进的GPSR协议有效延长了网络生存周期,并在网络初期有效避免数据的冗余传输.     

基于邻居表的ZigBee网络树路由改进算法

针对ZigBee网络树路由算法路由跳数多、数据传输延时长等问题,提出一种基于邻居表的ZigBee网络树路由改进算法。借助一跳邻居节点地址信息,建立邻居节点选择策略,在节点的一跳邻居节点中,选择到达目的节点树路由跳数最少的邻居节点作为下一跳转发节点。在树路由跳数相同时,选取LQI值大的节点为下一跳转发节点。理论分析结果表明,该算法路由路径优于树路由算法和ITRA算法路由路径;实验结果表明,该算法能很好地减少转发节点个数,提高了网络数据传输的可靠性,达到网络性能提高的目的。     

基于稳定路径的MAODV协议改进

移动Ad Hoc网络组播路由协议MAODV中,组播树在节点移动速度较快的情况下会频繁重构,使得路由开销、传输时延显著增大。针对基于邻居节点变化率的稳定路径选择方法,提出一种新的节点邻居变化率的检测机制,不需要周期性地发送Hello消息,并在此基础上设计和仿真实现了基于稳定路径的MAODV协议SP-MAODV,新协议选择的路径稳定性好且跳数小。最后从数据分组传输成功率、路由开销、平均端到端时延和时延抖动四个方面对两个协议进行了仿真比较,结果表明SP-MAODV协议减少了路径中断概率,提高了协议性能。     

无线传感网络中基于链路质量的地理路由

传统的贪婪地理路由算法通常选择离目的节点最近的邻居节点作为下一跳节点,这种单纯寻求最小跳数的路由算法可能会选择质量较差的链路传输数据,导致包的投递率较低,数据传输的可靠性变差。针对这一问题,在总结现有基于链路质量的地理路由度量方法的基础上,提出了一种基于EWMA链路质量评估算法的地理路由协议。协议中节点利用周期广播的探测包评估与邻居节点之间的链路质量,并交换地理位置信息。转发节点选择离目的节点更近且链路质量更好的邻居作为下一跳节点,从而有效地减少数据分组的丢失,提高网络数据传输的可靠性。     

改进的ZigBee树路由算法

ZigBee树路由被广泛应用于多种领域,其特点是源节点向目的节点发送数据包时不需要路由表从而减少系统开销。树路由必须沿着树型拓扑发送数据,数据发送的路径往往不是最优的,这就造成了一定的局限性。提出一种基于邻居表的树路由算法,节点发送数据时通过查询邻居节点信息来计算下一跳地址。实验结果表明,改进算法在一定程度上解决原有树路由算法不灵活的缺点,提高了路由效率。     

基于距离矢量的多下一跳路由信息协议

针对传统单下一跳路由协议总是选择最优路径进行路由,容易导致网络拥塞的问题,提出多下一跳路由信息协议。在邻居节点之间交换最优路由信息并构建路由有向图,为节点建立多下一跳路由表,以实现无环并行传输。基于扩展SSFNet的仿真结果表明,该协议可以降低网络拥塞风险。     

基于能量感知与能量均衡的ZigBee网络树路由算法研究

针对传统ZigBee网络树路由算法存在节点能量消耗大的问题,提出了一种改进的基于能量感知和能量均衡的ZigBee网络树路由算法。该算法将邻居节点考虑在内,在确定路由的下一跳节点时,在更大的搜索范围内寻找路由开销最小的网络路径来降低功耗,同时根据路径上节点的剩余能量选择累积路径损耗和路径能量消耗较低的路径进行数据发送,从而降低了网络的总体能耗。仿真结果表明,该算法能避开能量过低的节点进行数据传输,实现了节点的能量均衡,延长了节点的生存时间。     

基于MAC层信息的OLSR改进方案

针对移动Ad Hoc网络通信节点共享通信介质且易受网络负荷影响的特点,提出了一种基于MAC层信息的OLSR协议改进方案。该方案通过对HELLO消息、TC消息的修改来获取并传输MAC层的拥塞信息,对路径选择算法进行改进以评估节点的网络负荷,选择出一条网络负荷和冲突较轻的路由,从而减少数据在MAC层和物理层的丢包。方案改进了TC消息源头节点的发送方式,采用源节点二次发送机制以降低对路由性能有重要影响的信令信息丢失的概率,稳定路由协议的性能,减少数据在网络层的丢包。仿真实验表明改进后的方案在网络负荷较重时,在不同的移动速率下均能提高数据传输的成功率,增强网络承受负荷的能力,提高其路由传输的性能。     

无线传感器网络单跳扩展增强树型路由协议研究

增强树型路由协议是最近提出的无线传感器网络路由协议,除了使用父子链路,当前路由决策节点通过和其一跳邻居节点之间建立增强链路形成比树型路由更短的路由捷径。为了尽可能多地发掘出潜在的路由捷径,提出了单跳扩展增强树型路由协议,该协议在增强树型路由协议的基础上把当前路由决策节点的单跳父亲节点和儿子节点及它们的邻居节点也考虑进路由决策过程中,可选路由捷径范围不再局限于当前路由决策节点及其一跳邻居之间的增强链路,而是向上扩展到其父亲节点及其一跳部居以及向下扩展到其儿子节点及其一跳邻居之间所形成的增强链路。该协议选择最短的路由捷径发送数据包。给出了单跳扩展增强树型路由协议的判定过程,并将该协议应用到ZigBee网络中。仿真结果显示,该协议在路由跳数和能量消耗这两项网络性能上比树型路由和增强树型路由均有提高。     

基于负载均衡的簇间路由协议

针对无线传感器网络簇头节点负载不均衡的问题,提出一种基于负载均衡的簇间路由协议.该协议通过记录邻居簇头节点到Sink节点的最小跳数信息建立到Sink节点的多条路径,根据簇节点的剩余能量和负载选择合适的路径进行路由,从而实现了簇头节点间的负载均衡.仿真实验结果表明,该路由协议能有效地均衡网络负载和簇头节点能量消耗,减少数据传输延迟,延长网络生存时间.     

基于路由长度的多径路由协议

针对单径路由协议在高速Ad hoc网络中平均端到端时延和丢包率高的问题,在动态源路由协议的基础上,提出基于邻居节点变化率与路由长度的多径路由协议DSR_HD。利用HELLO消息获得一跳范围内可用邻居数,根据邻居数求得节点的邻居节点变化率。在路由发现过程中,采用路由距离与路由跳数相结合的方法计算路由长度,并选择邻居节点变化率和路由长度低的节点加入路由,从而提高路由的稳定性。仿真实验结果显示,DSR_HD协议可以有效减少数据分组传输的端到端时延及路由开销,提高分组成功投递率。     

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.     

对等网络中基于连接度优化的谣传协议

谣言传播算法随机选择邻居节点转发消息,降低了消息的覆盖范围。根据Gnutella网络的小世界及幂规律特性,提出基于连接度优化的dbRM改进协议。dbRM在搜索的不同阶段,依据连接度大小来选择消息的转发对象,跳数较低时优先选择连接度大的节点,以保证查询有一个必需的覆盖范围,且有助于消息快速到达目标节点,跳数较高时优先选择连接度小的节点,以尽量降低冗余消息的数量,从而在保持高覆盖率的同时尽量减少冗余消息的开销。分析和实验结果表明,dbRM能够提供较低负载的查询,高效应用于P2P搜索。     

基于随机洋葱路由的LBS移动隐私保护方案

为了保障移动节点在使用基于位置的服务时的位置隐私,提出了一种基于随机洋葱路由的LBS移动隐私保护方案。该方案通过使用随机洋葱路由和混合加密方法相结合的方式来确保移动节点位置隐私和查询请求的安全性。移动节点在向LBS服务器发送查询请求之前,随机在网络中选取若干节点构造一条洋葱路径,查询请求则沿着这条路径上的节点依次转发,直到LBS服务器收到消息为止。然后,LBS将查询结果沿洋葱路径反向发送给发送节点。为了实现发送节点匿名,随机构建的洋葱路径上每一层的地址都使用对称加密和非对称加密相结合的方式进行加密,就这样层层加密生成最终的洋葱路径,路径中的每一跳节点都只能获取到其对应的下一跳节点的地址。LBS服务器和任意的中转节点都无法获知谁是发送节点,确保了发送节点的位置隐私。另一方面,为了保证查询请求和查询结果不被任意的第三方获取,发送节点首先使用一个对称密钥对查询请求进行加密,再使用LBS服务器的公有密钥加密该对称密钥,并将加密后的对称密钥密文附在查询请求密文后发送。LBS服务器同样将加密后的查询结果返回。实验结果表明,随着系统中节点数目的增多,该方案的平均响应时间也随之缓慢增加,不会出现平均响...     

一种支持高速移动自组织网络的路由协议

传统的AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)路由协议只以路由跳数为度量,没有考虑到链路稳定情况,因此,无法更好地适应节点高速移动的网络环境。为此,提出了一种改进的AODV路由协议,即IMAODV(Improved AODV)路由协议。该协议主要从路由度量值、HELLO消息的发送频率、邻居节点的监听方式等几个方面对AODV进行改进,使之在移动网络中具有较好的扩展性和鲁棒性。仿真结果表明,IMAODV协议能够较好地适应高速移动的网络环境,并在一定程度上降低网络时延和增加网络吞吐量。     

WSN中定向谣传路由DRR模型的改进与仿真

针对定向谣传路由DRR算法的不足,提出了改进的算法模型IDRR,主要体现在以下两点：（1）在DRR算法的事件agent和查询agent发送方向上引入了虚拟Sink节点和虚拟Source节点。（2）获得Sink节点地理位置信息以后,利用Sink节点的地理位置信息和节点的剩余能量来确定一条优化的数据传输路径。仿真结果表明：改进后的IDRR算法提高了事件agent和查询agent的相交概率,均衡了网络节点的能量消耗和延长了网络的生命周期。     

一种基于网格的兼顾拥塞避免与能耗均衡的WSN路由算法

无线传感器网络是一种能量受限的网络,而在数据传输时,网络拥塞以及节点能量的非均衡消耗则会造成能量的浪费;因此,如何避免网络拥塞、均衡网络能耗是设计路由协议时需要考虑的重要问题。本文基于网格模型提出了一种兼顾拥塞避免和能耗均衡的路由算法。首先针对一种特殊的网格模型,根据模型中节点所在的位置为每个节点设置了“相对位置坐标”。为了减少路由建立的能量开销,每个节点仅根据其邻居节点的“相对位置坐标”建立多条路径;并根据下一跳节点的队列长度和剩余能量以及到达Sink节点的跳数为每条路径设置用于避免拥塞和平衡能耗的权重值。在此基础上,本文进一步考虑了节点随机均匀布置的情况,通过建立一个虚拟的网格,使用“网格坐标”和“相对位置坐标”确定网格模型,然后,建立路径和设置路径权重值,并通过路径的更新进一步平衡能耗和避免拥塞。仿真结果表明本协议在保证数据传输的情况下,既能够减少网络的丢包率,又能够平衡网络能耗。     

矿山环境下基于Ad Hoc网络的多路径QoS路由算法

为提高矿山环境下数据传输的完整性和准确性,提出了一种基于Ad Hoc网络的多路径QoS路由算法。该算法将区块链引入路由建立过程中,首先对节点进行区块化封装,使各节点利用Merkle tree维护其邻居节点;然后根据邻居节点的时间延迟和存活时间更新路径生存活力并进行区块连接;最后依次以中间节点相关性数值之和、路径长度、路径形成先后顺序作为路径选择标准,筛选数据传输主路径和备选路径。通过3个方面对路由进行维护:(1)由于采用区块链使得每个节点均保留其邻居节点的信息,可通过查询路径出现断裂处的上一个节点的路由表,使用相邻节点替代,进而恢复路由。(2)在主路径的可靠性评估下降到一定程度后即可启用备选路径。(3)在源节点处重新发起路由查找。仿真结果表明,在不同的节点数、数据包发送速率、节点移动速度情况下,该算法相比AODV,DSR算法具有较低的误码率和较好的路径生存能力。     

可重构网络中基于相似度的自适应路由算法研究

传统IP网络中采用了基于IP地址的路由协议,而各种实时应用程序的出现,对网络性能提出了更高的要求。为了使各个节点在网络拓扑结构发生变化时仍能正确传输消息,提出了一种在可重构网络中使用的路由算法。该算法以内容中心网络中的发布／预订系统为原型,通过在代理节点之间发送查询请求和匹配响应消息,基于代理节点的相似度来确定消息传输的下一跳节点,同时避免了网络产生环路。实验表明该算法可以减少传输延时和跳数,具有动态性、实时性的特点。