基于预期延迟值的扩散转发路由算法

针对现有延迟容忍网络路由算法在消息传递过程中分发不灵活的问题,提出基于节点通话历史记录计算预期通断时长以及消息传递延迟值,并根据结果选择节点、分配副本数进行消息转发的路由算法（MDESF）。在算法不同阶段,根据节点的活跃度选择中继节点,再分配传递消息的副本数目,加快分发,降低延迟。同时为保证消息及时传递,在单副本阶段选择最优节点转发。本算法同时提出内存管理策略,提高消息转发成功率。仿真实验表明,该算法相对其他同类算法在投递率、交付时延和网络拥塞比率方面综合表现更优。     

基于校园机会网络的协作小组缓存调度策略

缓存管理已经成为机会网络的研究热点,目前大多数缓存管理方法都集中在单节点,本文在校园协作学习背景下提出了缓存共享的协作小组资源调度方法.节点活跃度描述了移动节点的缓存空间利用率和节点参与消息转发积极性,消息树描述了消息在网络中的扩散程度.以协作小组为单位建立已送达消息链表,对已成功投递消息所占缓存空间及时进行释放.该方法能有效提升节点空间利用率和消息投递率并且降低了消息的投递延迟.实验结果表明,与已有算法相比,消息投递成功率平均提高了10.53％,为小组缓存的共享利用与资源的高效调度提供方法.     

机会网络中消息冗余度动态估计的缓存管理策略

机会网络以存储-携带-转发的方式实现节点间通信,高效的节点缓存管理策略能够充分利用有限的缓存空间。该文提出了一种基于消息冗余度动态估计的自适应缓存管理机制,利用消息携带节点的活跃程度和当前网络状态下消息副本数量,预测给定消息的投递状态,节点以消息冗余程度为参数确定消息的转发以及携带优先级。结果表明,所提出的节点活跃度和消息副本数的估计方法比较准确,同时所提出的缓存管理策略能有效提高消息成功投递率,降低网络平均时延和网络负载率。     

机会网络中一种增加控制信息的传染病算法

机会网络中,泛洪算法具有较高的消息成功投递率,但是其网络负载也较高。针对现有的泛洪算法Epidemic,引入控制信息,利用控制信息删除已经到达目的节点的消息,从而避免携带无用信息,降低网络负载率。仿真结果表明,改进后的路由算法在保证消息成功投递率和网络平均时延的同时,有效降低了网络负载率。     

供给需求关系感知的间断连接无线网络安全路由机制

针对间断连接无线网络中限制消息副本路由机制的低消息投递率与存在恶意节点攻击的问题,提出了一种节点状态实时感知的安全路由机制,采用供给需求模型对节点转发消息的过程进行建模,通过动态感知节点活跃度、邻居节点剩余缓存率和相遇节点声誉值,结合消息生存时间比,建立节点对消息配额的供给需求模型,进而合理分配稀缺的配额资源,并在本地网络状况满足约束条件下,依据消息需求弹性动态更新消息配额,实现可靠的安全路由机制。数值结果表明,所提出的路由机制有效地减小了恶意节点攻击行为的影响,并大幅改善消息投递率和消息平均时延。     

DTN网络中基于生灭模型的节点运动模式检测

提出了一种DTN网络中基于生灭模型的节点运动模式检测方法(MMD-BDM, mobility model detection method based on birth and death model)。在节点数据传输过程中,根据数据传输量计算得到各个连通链路采样时刻的信道容量,在本节点构建以信道容量构成的三维时变连通矩阵,并在此基础上推导出基于边连通的节点连通性生灭模型,然后分析节点连通边的生灭特征并以此判断节点的运动模式,以优化DTN网络消息投递过程中的路由转发策略。最后,将该运动模式检测方法应用在喷射路由(SWR, spray and wait routing)和随机网络编码路由(RNCR, random network coding routing)算法中进行了仿真实验,实验表明,该方法能提高DTN网络机会路由的投递率和投递延迟等数据投递性能。     

机会网络中基于节点暂态社区的消息转发策略

当前机会网络中消息转发策略大多是基于节点间的历史相遇消息选取与其他节点累积相遇能力强的节点作为中继节点。此类策略对节点能力的估计默认采用均匀量化的方式,但经观察发现节点中继能力并非均匀的,主要体现在节点移动模式在时间和地理位置上呈现出极强的聚集性,我们称之为节点的暂态特性。针对上述问题,本文提出了一种基于节点暂态特性的消息转发策略,将具有相似暂态特性的节点聚合成暂态社区,利用暂态社区内节点间的强连通性和不同暂态社区的时序特性来改善机会网络性能。仿真结果表明本文提出的策略能够有效提升消息的投递率,降低投递延时和网络开销。     

基于机会转发的飞行自组网集群路由算法

针对飞行自组织网络(Flying Ad Hoc Network, FANET)中高动态拓扑变化导致数据丢包率较高的问题，提出一种基于节点移动机会转发的集群路由算法CROF(Cluster Routing-Opportunity Forward)。该算法通过考虑节点相对移动趋势度和剩余能量的综合权值来统一对集群头节点以及集群间机会转发节点进行选择。仿真实验结果表明，CROF算法在高动态自组织网络中可以有效提高消息投递率以及网络生命周期。     

容迟网络中一种改进型ProPHET路由算法研究

由于ProPHET路由没有限制网络中消息数量,因此其网络开销很高。文章提出了新的消息转发度量化函数,并据此给出一种改进的概率路由算法P-DFM（ProPHET Based on DFM）。该算法利用节点与目的节点的接触概率和节点间的相遇频率来计算节点的消息转发度,通过比较节点的DFM决定转发消息的副本数目。采用TheONE对Epidemic路由、ProPHET路由及P-DFM路由进行仿真,结果表明提出的P-DFM算法有效地提高了消息投递率,降低了网络开销的成本。     

节点状态感知的机会网络分布式协作缓存机制

合理利用节点间的协作关系及相邻节点的缓存资源可有效提高机会网络中节点缓存的利用率与消息的投递率。该文提出一种节点状态感知的分布式协作缓存机制,通过感知消息扩散程度动态估计消息的重要程度,确定消息在缓存操作中的优先级。进而根据节点的活跃度及相对粘度获知给定消息与其目标节点的相遇概率,并针对消息源节点的差异设计分区协作缓存方法,同时在本地缓存处于存满状态时动态选取协作节点,实现本地消息到相邻节点的转移,以达到高效利用缓存资源的目的。结果表明,所提出的协作缓存机制能够有效地利用节点有限的缓存资源,并大幅度地改善消息投递率及节点缓存利用率。     

认知无线网络中基于主用户行为的联合路由和信道分配算法

针对认知无线网络中主用户行为将导致频谱瞬时变化而影响路由稳定性的问题,提出了一种基于主用户行为的路由和信道联合分配算法。该算法通过采用呼叫模型对主用户行为建模,并根据动态源路由协议的路由寻找机制,在目的节点等待多个路由请求分组后选择受主用户行为影响最小的路由,然后沿着所选定路径的反方向传送路由回复分组并完成信道分配。理论分析证明了算法中的链路平均持续时间期望与主用户活动概率成反比且具有与网络节点数成正比的计算复杂度。仿真结果表明,该算法具有比Gymkhana路由方案更高的分组投递率和更低的平均分组时延。     

Lightweight opportunistic routing forwarding strategy based on Markov chain

A lightweight opportunistic routing forwarding strategy (MOR) was proposed based on Markov chain.In the scheme,the execute process of network was divided into a plurality of equal time period,and the random encounter state of node in each time period was represented by activity degree.The state sequence of a plurality of continuous time period constitutes a discrete Markov chain.The activity degree of encounter node was estimated by Markov model to predict its state of future time period,which can enhance the accuracy of activity degree estimation.Then,the method of comprehensive evaluating forwarding utility was designed based on the activity degree of node and the average encounter interval.MOR used the utility of node for making a routing forwarding decision.Each node only maintained a state of last time period and a state transition probability matrix,and a vector recording the average encounter interval of nodes.So,the routing forwarding decision algorithm was simple and efficient,low time and space complexity.Furthermore,the method was proposed to set optimal number of the message copy based on multiple factors,which can effectively balance the utilization of network resources.Results show that compared with existing algorithms,MOR algorithm can effectively increase the delivery ratio and reduce the delivery delay,and lower routing overhead ratio.     

An efficient routing protocol for the QoS support of large‐scale MANETs

The hierarchical routing algorithm is categorized as a kind of routing method using node clustering to create a hierarchical structure in large‐scale mobile ad hoc network (LMANET). In this paper, we proposed a new hierarchical clustering algorithm (HCAL) and a corresponded protocol for hierarchical routing in LMANET. The HCAL is designed based on a cost metric in the form of the link expiration time and node's relative degree. Correspondingly, the routing protocol for HCAL adopts a reactive protocol to control the existing cluster head (CH) nodes and handle proactive nodes to be considered as a cluster in LMANET. Hierarchical clustering algorithm jointly utilizes table‐driven and on‐demand routing by using a combined weight metric to search dominant set of nodes. This set is composed by link expiration time and node's relative degree to establish the intra/intercommunication paths in LMANET. The performance of the proposed algorithm and protocol is numerically evaluated in average end‐to‐end delay, number of CH per round, iteration count between the CHs, average CH keeping time, normalized routing overhead, and packet delivery ratio over a number of randomly generated benchmark scenarios. Furthermore, to corroborate the actual effectiveness of the HCAL algorithm, extensive performance comparisons are carried out with some state‐of‐the‐art routing algorithms, namely, Dynamic Doppler Velocity Clustering, Signal Characteristic‐Based Clustering, Dynamic Link Duration Clustering, and mobility‐based clustering algorithms.     

Ad hoc网络中不相关多路由源端寻路算法

路由方案是Ad hoc网络中一个热点研究领域。其中,按需路由算法由于其有效性在带宽受限的Ad hoc网络中得到比较大的发展。然而大部分的按需路由算法,建立并只使用单条路由,当前使用的路径的链路断开时,路由算法必须执行一个路由修复过程。提出了不相关多路由源端路由算法（DMSR）,建立并利用多条最大不相关路由。算法中,中间节点等待一段时间以得到多个路由请求包（RREQ）,然后在这个RREQ中,选择相关性最小的多路径,并将这些信息写入一个RREQ中,并将它广播出去。从仿真结果可以看出本文的算法提高了数据包的正确传输率和业务均衡性。     

Ad hoc网络中基于能量的AODV双径路由算法研究

在Ad hoc网络中AODV路由的健壮性、路由开销、网络的生存时间以及分组报文传送率等都是评价该算法优良的指标。为了提高该路由算法的各项指标本文提出了改进的路由算法协议,在Ad hoc网络中避免使用的低于能量阈值的节点作为路由节点以提高整体网络的生存时间,提供主次路径使报文的到达率、网络的健壮性得以提高,同时也减少了链路的修复,减少了路由开销。     

基于网络编码的机会网络高效路由算法

针对采用Epidemic机制的机会网络路由算法在数据分组传送阶段存在通信冗余的问题,提出了一种基于网络编码的高效路由算法--NCBER(network-coding-based epidemic routing）。NCBER在传送数据分组的过程中使用主动异或网络编码和多播,并取消了 Request（请求）控制分组,从而减少数据分组的转发次数和控制分组数量,降低网络开销,缩短分组传输时延。理论分析和仿真结果表明,NCBER 算法在网络开销和数据分组端到端时延性能方面优于经典的Epidemic路由算法及其改进算法MRRMR（message redundancy removal of multi-copy routing）,并且使数据传送成功率保持在100%。     

机会网络中基于有权社团结构图的路由协议研究

基于社团检测的机会网络路由算法大多采用无权重网络拓扑划分社团,仅将节点间的关系抽象为一条简单的无权重的边,忽略了节点关系的强弱程度。本文通过引入权重策略改进了QCA社团更新算法,提出了一种基于有权社团结构的路由算法,该算法解决了社团关系定量化单一的问题,更能真实反映出社团成员之间的关系。算法中,节点间的交互信息转化为权重,根据不同的网络环境选择不同的权重转化方案———归一化权重（normalized weight）和非归一化权重（non-normalized weight）。路由算法在检测到周围网络环境变化时自动切换权重计算方案以适应网络环境的变化。通过在仿真环境和真实数据集上测试和分析,该算法能够将网络中的节点划分出合理的社团结构,并在保证较高的传输成功率的情况下降低网络开销。     

基于博弈的协作路由算法

协作虚拟多输入多输出（VMIMO）传输是一种有效的无线传输性能优化技术。将物理层协作VMIMO技术和网络层路由选择技术相结合,设计跨层VMIMO路由选择方案可以利用VMIMO的分集增益,显著地降低网络传输能耗。如何设计VMIMO协作路由协议抵抗无线网络的自私节点和欺骗行为,保证高数据转发率和低传输能耗成为路由设计中的重大挑战。为了提高自私网络的VMIMO路由性能,提出了一种基于重复路由博弈的VMIMO协作路由算法。该算法将网络划分成多个Group、Group间使用VMIMO传输数据。将Group间路由选择过程建模为重复路由博弈过程。为了提高数据转发的成功率,提出适用度函数评估节点参与数据分组转发的信誉。以此为基础,提出基于适用度的路由选择子算法和路由转发子算法。理论证明所提重复路由博弈可达到帕累托最优。仿真实验结果表明本算法可以促进自私节点相互合作,可获得较高的数据转发率,较好地减少数据传输时延以及能量消耗。     

容迟网络中基于节点间亲密度的分组路由方法

借鉴MANET中通过分簇来减少冗余副本和社交网络中有关挖掘社交圈的思想,通过分析节点的移动规律,定义了基于节点间亲密度的拓扑结构,并将该亲密度在拓扑图中量化为可以比较的边的权值,依据边的权值大小进行拓扑裁剪,挖掘出相互亲密度较高的节点分组,并且针对源节点和目的节点所在的分组对spray and wait路由方法进行改进,来决定本身的报文副本的分配情况,进而提出了基于节点间亲密度的分组路由方法(PBI)。实验结果表明,该路由方法能够明显地提高投递成功率并且减小网络时延。     

On adaptive routing in urban vehicular networks

Efficient data delivery in vehicular networks has received increasing attention in recent years. Existing routing protocols for vehicular networks can be loosely divided into two classes: road based routing (RBR) and road oblivious routing (ROR). RBR finds a routing path along roads while ROR does not explicitly forward packets along roads. Our empirical study based on real trace-driven experiments shows that using either of an RBR algorithm or an ROR algorithm alone in a realistic vehicular network setting leads to deficiency. This results from the fact that network conditions can be different at different locations and evolving over time. Motivated by this important observation, this paper proposes an adaptive routing algorithm called RWR that adapts its routing strategy to network dynamics as the packet travels from the source to the destination. Extensive simulations based on a large dataset of real vehicular traces collected from around 2,600 taxis in Shanghai have been conducted. Comparison study shows that RWR produces higher delivery ratio than TSF and GPCR, representative routing algorithms of RBR and ROR, respectively. It achieves low delivery delay at the same time.