无线传感mesh网络的分段地址分配策略及其路由

无线传感器网络中的设备具有能量、缓存空间、通信和计算能力受限的特点。因此,无线传感器网络路由算法需要具备低存储开销、低计算复杂度、无路由发现等特征。HiLow是一种分层路由协议,它完全符合上述特点,且比IEEE 802.15.5具有更好的路由特性。但HiLow存在一些不足,如地址利用率低、仅适用于小规模网络等,无法应用于如环境监测、动物保护等具有较多节点数量和较大网络规模的应用场景。提出了一种两段地址分配策略TFA,它将16位地址分成两段,前段地址用于全功能设备的地址分配,后段地址用于精简功能设备的地址分配。理论分析和数值仿真显示, 相比于HiLow,TFA具有更大的地址利用率和路由树最大深度,能够适用于更大规模的无线传感网络。分析了TFA的mesh路由优化特性,提出了基于TFA的mesh路由算法。仿真结果表明,基于TFA的mesh路由在存储空间使用和能耗等方面都优于IEEE 802.15.5。     

基于代理节点的ZigBee网络孤立点解决算法

ZigBee协议默认的分布式地址分配算法(DAAM)存在孤立点问题,而没有提出好的解决方案。提出一种基于代理节点的 ZigBee 地址分配算法 ABAAM,可以有效的降低因为网络预设参数和节点位置导致的孤立点问题。当节点无法加入网络时,选取邻居表中一个路由节点作为代理节点以加入网络;同时改进现有的树路由协议,使之能够兼容当前的分配算法。理论和仿真分析表明,本文提出的算法的地址分配成功率等性能要优于默认的DAAM算法。     

适用于ZigBee网络的借地址分配算法

无线传感器网络使用ZigBee技术默认的分布式地址分配机制(DAAM)为节点分配地址时没有考虑到网络拓扑结构的优化,造成了网络深度的浪费。为此,提出一种ZigBee网络分布式借地址分配(DBAA)算法,通过为节点分配两跳通信范围内的空闲地址优化网络拓扑,从而提高节点获得地址的成功率。理论分析和仿真结果表明：DBAA算法在地址分配成功率、平均通信开销和平均耗时方面性能优于DAAM和SLAR方案。     

ZigBee动态地址分配算法及实现

提出动态地址分配算法，通过新的地址偏移计算方法，解决了 ZigBee网络地址分配深度动态拓展的问题；并采用向兄弟节点借地址的策略，解决了父节点地址枯竭时的地址分配问题，且可保持对树状路由的支持。通过在NS2上进行仿真测试，证明新算法在入网成功率、通信开销等指标上均有明显的优势。     

ZigBee地址分配算法及树路由算法改进

ZigBee使用的分布式地址分配算法(DAAM)为节点分配地址时没有考虑网络拓扑结构的变化。这就造成了地址空间的严重浪费,使得节点入网成功率降低。同时基于DAAM机制的树路由算法没有考虑节点的负载,负载不均衡将导致网络分割的提前到来。本文提出一种改进的分布式地址分配算法和基于它的负载均衡的树路由算法。改进的地址分配算法通过获取邻居节点的地址空间从而提高节点入网成功率。改进的树路由算法可以均衡节点能耗,延长网络寿命。     

结构化P2P网络中拓扑匹配问题研究

本文以Tapestry系统为例讨论了结构化P2P网络中覆盖层与物理网络不匹配问题,提出基于区域划分和IP地址的标识符分配方案,以及选取符合后缀匹配要求的最近节点作为邻居节点的策略来改善覆盖层与物理网络的匹配性,提高了路由效率。     

基于分簇的WSNs节点地址自配置协议

针对WSNs节点地址分配中存在的控制开销大以及延迟长等问题,提出一种分散式的地址分配算法。该算法将WSNs依据网络标识分为若干树状结构的子网,节点依据占有资源多少分为根、首、终节点,除终节点外的所有节点均可以成为代理节点为新加入WSNs的节点分配唯一的地址,与依赖广播地址请求包或是重复地址检测的地址分配算法不同,代理节点为申请节点分配的地址是依据自己的地址而生成的。仿真实验表明,算法结束时,WSNs内所有节点均可以得到一个唯一地址,且与LISAA相比,该算法的控制开销更小,延迟时间更短。     

虚拟网络存储系统自适应数据分配策略

在虚拟网络存储系统中通常包含各种异构的存储设备节点。基于同构系统的传统数据分配和放置策略并不能针对异构存储设备的性能差异来进行数据分配,降低了虚拟网络存储系统的性能。该文提出一种自适应的数据分配策略,能够根据存储设备节点的性能差异有效地进行数据分配。实验证明,该策略能够充分发挥异构存储设备的性能,有效解决虚拟网络存储系统的数据放置不平衡问题,提高虚拟网络存储系统的利用率。     

基于传感器节点IPv6地址自动配置研究

现有IPv6地址配置方法的研究较多是针对移动自组网,然而IPv6的地址自配置协议并不完全适用于无线传感器中,为了解决无线传感器中各个节点快速分配得到唯一的地址,针对无线传感器网络提出了一种可以自动分配IPv6地址的协议WSNACP(Wireless Sensor Automatic Configuration Protocol),协议根据节点电量的多少确定一个值,并根据该值进行状态分配,高于此值的为代理状态和竞争状态,其他为普通状态。当代理节点离开网络时,竞争者将成为新的代理节点,为新加入节点分配地址。实验结果证明,该算法的预测准确率高于传统算法,附带的额外开销较小。     

基于CSM优先级的CogWMN联合路由与信道分配策略

认知无线Mesh网络(CogWMN)中的节点可以自主切换通信频率。当节点寻找路由和分配信道时,容易出现信道分配的不均衡化。为了提高非授权频段的利用率,发挥多信道并行传输的优势,提出一种在没有全局控制信道条件下的基于信道统计度量(CSM)优先级的联合路由与信道分配策略,以解决信道分配不均衡化问题,使网络内节点能以较少的跳数接入AP。仿真结果表明,所提策略能提高网络吞吐量和减少网络时延。     

一种无线Mesh网络中可证明安全的HMIPv6路由优化方案

HMIPv6技术能够实现无线Mesh网络的无缝切换,针对其绑定更新过程中执行路由优化存在的安全问题,提出了一种适用于无线Mesh网络的基于椭圆曲线公钥自认证体制的安全路由优化方案。该方案使用户在执行路由优化的过程中能够实现对绑定更新消息的认证与授权,且通过有效的会话密钥协商机制为绑定更新消息的传输提供了安全保障,具有可证明安全性。最后通过性能分析表明,该方案简化了标准路由优化方案的流程,提高了一般注册过程的效率。     

基于贝叶斯网的P2P系统路由查找算法

对等网络中的一个关键问题就是如何找到储存有期望数据的节点,因而目标资源的查询算法研究是P2P网络的关键部分,该算法决定了P2P系统的性能。在对等网络中的每一个节点都存有一张记录与之相邻的节点的路由信息表,着重讨论如何根据各节点所存储的路由表建立相应的贝叶斯网络,并分析某一节点接收到查询请求的概率,进而得出一个计算概率的数学公式。为使所得概率计算公式尽可能地符合现实情况,每一个对等点分别被赋予不同的权,随后对所赋权进行调整。最后,对每个节点的可信度提出一个设置方案,并基于可信度提出一个改进的路由算法,试验表明该算法能够一定程度上改善对等网络的性能。     

SubCast: A distributed addressing and routing system for large scale wireless sensor and actor networks

Wireless sensor and actor networks (WSANs) are made up of a large number of sensing devices which are resource-impoverished nodes and powerful actuation devices: both are equipped with computation and communication capabilities. These devices cooperate to manage sensing and perform acting tasks. Numerous work conducted in the field of WSANs assumes the existence of addresses and routing infrastructure to validate their proposals. However, assigning addresses and delivering detected events in these networks remains highly challenging, specifically due to the sheer number of nodes. To address these issues, this paper proposes SubCast, a novel distributed address assignment and routing scheme based on a topic clustering system and fractal theory iterated function systems. In order to minimize data delivery costs among actors, the proposed architecture first builds an actor overlay network before allocating addresses to network nodes. Location information in the allocated addresses allows establishing data delivery paths. Simulation results confirm that the proposed system efficiently guarantees the allocation of unique addresses and performs efficient data delivery while reducing communication costs, delays as well as the impact of imprecise locations.     

一种基于跨层功率控制的Ad hoc网络路由算法*

在无线Ad Hoc网络路由协议中引入功率控制不但可以降低网络能量消耗,同时还能改善网络的吞吐量、投递率等性能,已成为当前Ad Hoc网络的一个研究热点.本文提出了一种基于跨层功率控制的按需路由算法CPC-AODV(Cross-layer Power Control Ad hoc On-demand Distance Vector).算法按需建立多个不同功率级的路由,节点选择到目的节点最小功率级的路由来传递分组,并对网络层的数据分组、路由分组和MAC层控制帧的传输采用不同功率控制策略来降低能量消耗.仿真结果表明:算法有利于降低通信能量开销,延长网络寿命,提高网络投递率及改善网络时延.     

基于IPv6地址聚类特性的Chord协议改进方法

从IPv6地址的层次分配所体现出的网络聚类特性出发,创造性地提出了分段构造节点标识符的思想,将节点标识符分成两部分,分别通过哈希IP地址的前缀和剩余部分来获得,使具有相同标识符前缀的节点被映射到邻近逻辑空间中,实现了逻辑网络和物理网络的有效吻合,进而在Chord协议基础上巧妙地设计了改进系统Chord6。从仿真分析结果可以看出,Chord6的寻路性能较Chord有了显著的改善。     

高能量高信号强度节点优先的AODV路由协议

针对AODV协议只选择具有最少跳数路由,而不考虑节点能量即将耗尽或节点即将离开邻节点传送范围,造成路由频繁中断的问题,提出新的改进方案,在路由发现阶段,选择能量较高和信号强度较强的节点作为路由节点,在路由维护阶段,对能量即将耗尽或即将离开邻节点有效传送范围的节点进行路由备份。仿真实验结果表明改进后的协议能够有效增加数据包投递率和减少平均端到端延时,并能有效减缓能耗速度,提高整个网络的生存期。     

采用泛播路由构建高效中继路由系统

中继路由系统由一组中继路由器组成,为不能交换路由信息的路由域提供中继路由.该系统的关键是为路由域配置恰当的中继路由器.为所有中继路由器分配一个泛播地址,将它们当作一个逻辑节点,借助泛播路由以最短路径到达该逻辑节点.此外,采用源路由的方法将数据报文路由至中继路由器.基于泛播的中继路由系统实现了中继路由的自动配置,提高了中继路由的性能和可靠性,并且与现有网络系统兼容,实施代价很小.     

下一代全IP无线传感器网络路由方案

提出了无线传感器网络与IPv6网络全IP通信互联的路由方案。介绍了传感器节点的IPv6地址格式以及IPv6地址自动配置方案,基于所提出的IPv6地址格式,提出基于链路层的全IP传感器网络路由实现方案,同时采用侦听相邻节点下一次信道采样时间的方法提高路由效率以节省传感器网络功耗,并对实现路由方案的精简IPv6协议栈进行了详细的分析和讨论。分析了此方案的能量消耗以及数据延迟等性能参数,验证了此方案的有效性和正确性。     

基于移动Ad Hoc网络的多路路由算法

移动Ad Hoc网络中有限的节点能量和带宽给路由协议设计带来了困难,对此考虑使用多路径机制来平衡负载,并提出了两种多路路由算法。其中,简单相关多路路由算法规定替换路径只能由主路径节点或其相邻节点构成,从而减小了替换路径的平均长度。仿真结果显示简单相关多路路由算法比节点不相关多路路由算法具有更好的性能,它将为无线网络中实现节能及可靠传输提供一种有效的途径。