基于拓扑快速变化的OLSR改进路由协议研究

针对优化链路状态路由协议（OLSR）在网络拓扑结构快速变化时性能下降的问题,提出了一种新的结合鱼眼状态路由和能量感知的自适应改进路由协议,命名为AFE-OLSR。该改进协议通过监听节点链路集和多点中继选择集的变化情况,自动调整HELLO和拓扑控制消息的发送频率,实现移动感知。同时,它借鉴鱼眼状态路由的思想,节点自动调整拓扑控制消息的转发次数。通过这些机制,该协议能够记录接收消息的能量大小实现能量感知,以及根据能量感知和移动感知的结果来帮助节点选择更稳定和更可靠的路由。仿真结果表明,AFE-OLSR在网络拓扑变化时端到端时延减少8%,分组到达率提高11%,建立全网路由时间减少12%;在网络拓扑静止时HELLO发送量减少19%,TC转发量减少15%。     

优化链路状态路由协议的低开销拓扑维护算法

优化链路状态路由（OLSR）协议利用多点中继（MPR）节点周期性地泛洪拓扑控制（TC）消息,以实现网络拓扑发现与维护,但其增加了网络的控制开销,并且当拓扑较稳定时固定的泛洪周期导致网络带宽浪费。针对该问题,提出OLSR的低开销拓扑维护（LCTM-OLSR）算法。通过缩减MPR节点个数减少TC消息产生的数量和转发次数,同时对比上一次发送周期MPR选择集的变动情况,在稳定量和变动量中选择较小量作为TC消息进行发送。在此基础上,根据网络拓扑的变化情况动态调整TC消息的发送周期。仿真结果表明,相比传统OLSR和HTR-OLSR算法,LCTM-OLSR算法能够有效降低网络的控制开销和端到端时延,提高网络的吞吐量。     

一种无人机自组网DSR协议优化方法

针对DSR协议的路由优化问题,结合无人机网络的特点,提出一种基于萤火虫算法的无人机自组网DSR协议优化方法。该方法综合利用节点的能量消耗、缓冲拥塞、移动速率和传输损耗构建萤火虫的适应度函数,根据适应度函数来衡量萤火虫的荧光亮度,通过萤火虫初始化、萤火虫移动和更新荧光值等阶段的路由搜索过程,对DSR协议的路由算法进行综合优化,解决无人机自组网传输链路稳定性不佳的问题。使用OPNET仿真工具评估了优化前后DSR协议的各项指标,仿真结果表明,相比传统方法,优化方法在无人机场景下,业务接收速率提高了33.8%,平均端到端时延降低了73.91%,路由负荷发送速率减少了44.99%,路由负荷接收速率减少了37.55%,丢包率减少了68.01%。所提方法均衡优化了无人机自组网的网络性能和路由开销,可以为无人机自组网提供稳定高效的路由服务。     

无人机自组网中基于节点差异的AOMDV协议

AOMDV协议采用路由跳数为选择标准,在用于无人机自组网时存在链路不稳定和路由修复效率低的问题。为此,提出基于节点差异的路由协议ND-AOMDV。通过GPS获得无人机的方向和速度,以速度为向量构建无人机组模型。在此基础上,通过比较无人机速度向量的变化,选择节点差异最小的路径作为路由路径,并在路由修复时从断裂处寻找上下游节点能量最高的共同邻居节点重建链路。仿真结果表明,ND-AOMDV可有效增强路由稳定性和网络性能,与AOMDV和PE-AOMDV协议相比,其剩余能量分别提高42.7%、35.1%,平均端到端时延分别降低90.3%、89.5%,路由恢复频率分别降低79.1%、79.7%,路由开销分别降低50.3%、26.9%。     

无人机自组网按需寻路的可靠OLSR协议

无人机自组网应用场景中,针对OLSR(Optimized Link State Routing)协议在数据通信阶段,无人机快速移动可能引起通信链路中断,并且OLSR协议没有链路维护机制,导致发包成功率降低和时延增加.在节点入网阶段,无人机无法及时获取全网拓扑信息,导致通信失败.本文借鉴AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector)路由协议中按需寻路思想,提出一种按需寻路的可靠OLSR协议.该算法提出了两个优化思路:基于TC全网寻路机制和基于HELLO邻居寻路机制,通过增加路由获取途径,维护多跳链路的稳定性.通过仿真实验将该协议与现有协议进行比较,实验结果表明,该协议在不增加控制开销的前提下,提高网络的发包成功率,端到端时延和吞吐量.     

基于OLSR协议的无人机自组网多径路由策略

针对现有文献在研究路由协议时选择的路由度量未能结合无人机自组织网络当时的性能水平进而造成路由决策不合理的问题,提出了一种具有负载感知和网络拓扑变动感知能力的多指标多径优化链路状态路由协议（optimized link state routing protocol based on multi-indicator and multi-path,MIMP-OLSR）。该协议首先考虑了无人机场景的节点移动特性和网络的生存时间,并定义了三个用于进行路由选择的指标,即节点的MAC层阻塞度、节点的邻居变化率和节点的多点中继选择节点（multi-point relay selector,MPR_S）邻居数目;其次,结合HELLO和TC两种控制消息提出了一种指标通告机制,用于将指标信息洪泛给全网节点;最后,根据指标信息提出了一种多径路由方案。仿真结果表明,与OLSR、SETT_MPOLSR和UAV-OLSR协议相比,所提协议MIMP-OLSR在成功率、端到端时延和吞吐量性能上均有明显提高,进而证明所提多径路由方案的合理性。     

一种基于OLSR的无人机网络适用路由算法

无人机自组网的高动态特性以及节点能量高度受限的特点,使得传统路由协议难以适用于无人机网络。针对该问题,在OLSR协议的基础上提出一种无人机网络适用路由（UAV-OLSR）算法。依据链路变化情况实现无人机集群状态感知,综合考虑节点能量、节点位置等因素进行节点质量评估。采用多径思想并通过特定的路径度量准则选择较优路径进行数据转发。仿真结果表明,与OLSR和AODV协议相比,UAV-OLSR具有更低的数据包平均传输延迟、更高的数据包投递率以及更好的能量均衡效果,可以延长无人机网络的生存时间。     

OLSR路由协议的改进及其NS2仿真分析

研究了移动Ad hoc网络中的一种典型先应式表驱动路由协议:RFC3626最优链路状态路由协议(Optimized Link State Routing Protocol,OLSR),指出了该协议对MPR(Multipoim Relays)集合选择算法会导致该集合可能存在过多的冗余节点的不足之处,提出了一种改进的OLSR路由协议,通过对原MPR集合中节点的再次排序判断,除去了冗余节点.仿真结果表明:经过改进的OLSR在TC分组的发送数目、节点接受TC分组总数目、平均端到端延迟都得到了很大的改善,从而减少了TC分组的洪泛,提高了网络性能.     

基于节点速度和能量的MPR节点集选择

考虑到无人机群在协同完成任务时对时延的高要求,选用先验式路由协议OLSR(Optimized Link State Routing)协议。但无人机自组网中无人机节点高速移动和能量有限的特性,使得OLSR选举出来的MPR(Multi-Point Relay)节点可能会因此而丧失MPR资格,从而导致时延增加,网络开销增大。针对该问题,提出一种基于节点速度和能量的MPR集选择算法,运用HELLO分组在邻居探测的过程中感知节点能量和速度,之后在MPR选举前根据节点速度和能量对一跳邻居进行预处理,从而使速度快能量低的节点永不成为MPR节点。排除掉节点后,在节点意愿值相同的情况下再次对节点的速度和能量进行加权计算,选出最优MPR节点。仿真结果表明,基于节点速度和能量的MPR集选择算法在时延、吞吐量、节点能量消耗三个指标都具有良好的特性。     

基于历史相遇间隔的机会网络路由协议

针对大多数机会网络路由协议在寻找端到端通信链路时不能很好地抓住节点社会性质的问题,提出一种基于历史相遇间隔(HICR) 协议的路由算法。HICR协议利用社会关系的特点,根据节点之间的历史相遇间隔判断它们的亲密程度,转发消息给离目的节点更亲近的节点,使得消息朝更靠近目的节点方向发送。仿真结果表明,该HICR协议在网络资源有限的的情况下,与Epidemic协议和Prophet协议相比,能获得更高的消息交付率。     

一种优化链路状态预测的路由协议

针对无人机自组织网络中节点运动快速且拓扑变化频繁的特点,提出一种优化链路状态预测的路由协议——OLSFR。OLSFR通过对无人机节点运动链路状态进行预测,并定义计算MPR集合的约束性参数以达到路由选路优化和提高性能的目的。仿真实验证明,相比OLSR、DSDV等相关协议,OLSFR能有效改善无人机自组织网络的数据包传递成功率和端到端延时。     

基于启发式Q学习的FANET可信路由算法

无人机自组织网络（FANET）是实现无人机自主集群的关键技术,其通过各无人机节点来完成协同通信。但节点的高机动性、网络结构的开放性造成FANET拓扑变化频繁,容易遭受恶意攻击。为此,提出一种基于启发式Q学习的可信路由算法HQTR。将FANET中的路由选择问题映射为有限马尔科夫决策过程,针对路由层面的黑洞攻击与泛洪攻击,引入数据包转发率与路由请求发送速率,通过模糊推理计算节点的信任值,同时考虑节点的邻居关系,提出一种模糊动态信任奖励机制。结合单跳链路状况设计启发式函数,采用改进的ε-贪婪策略来平衡利用-探索过程,引导当前节点选择最优可信下一跳节点。仿真结果表明,相对AOMDV、TEAOMDV与ESRQ算法,HQTR算法能够有效应对黑洞攻击与RREQ泛洪攻击,降低节点高速运动与网络规模变化所造成的影响,提高数据包投递率与吞吐量,减少路由开销与平均端到端时延。     

高效的MPR选择算法

OLSR(optimized link state routing)协议中最重要的功能之一是多点中继(multi point relays, MPR)节点的选择,该协议中路由的计算就要依靠MPR选择相关表项。传统的MPR算法只是减少了同一区域内相同消息的泛洪,并没有考虑网络中新加入节点获取全网拓扑信息的时间问题。针对该问题进行了研究并提出一种高效的MPR选择算法,该算法有三个步骤:首先减少了部分拓扑控制(topology control, TC)消息冗余问题;然后选择MPR时考虑有效覆盖面积让新加入的节点获取全网拓扑信息所需的时间缩短;最后考虑到移动性对网络拓扑的影响,基于历史信息预估下一时刻节点的位置,增强了链路的稳定性。通过仿真,将改进的MPR算法与传统算法比较,端到端时延降低,数据包的传递成功率也有所提升。     

双重认证Ad hoc网络安全路由协议设计

由于Ad hoc网络拓扑的动态性和数据传输的多跳性,传统路由协议不能保证Ad hoc网络路由安全。提出一种双重认证Ad hoc网络安全多径路由协议——TASRP（Two-tier Authentication Secure Multi-path Ad hoc Routing Protocol）,在按需路由建立的过程中,引入了双重认证（邻节点之间的身份认证、中间节点处理路由请求包时的相互认证）机制,同时实现了一次性会话密钥的交换,既保证了节点分离路径的安全建立,又实现了端到端的数据安全传输,保证了整个网络运行的安全。最后运用BAN逻辑进行推理分析,分析表明,该路由协议具有高的安全性。     

一种Ad Hoc网络中的安全多路径DSR协议

随着移动Ad Hoc网络的迅速发展,网络的开放性、移动性以及路由的脆弱性等特点日益突出,路由的安全性问题愈发重要.本文提出了一种基于按需路由的安全多路径DSR协议(SeMDSR),并阐述了该协议的框架及其工作原理.仿真结果表明,该协议可以有效的防止伪装、篡改、路由黑洞、路由重播和拒绝服务(DoS)等攻击;同时,本文提出的多路径路由选择算法,可缓解由于恶意节点拒绝服务或网络环境变化而引发的路由再发现问题.     

一种新的Ad hoc网络路由协议

路由算法是Ad hoc网络中最重要的技术之一,由于Adhoc网络拓扑结构的频繁变化和带宽受限,给路由协议的设计带来了严峻的挑战。本文介绍了一种新的Ad hoc网络路由协议,该协议能自适应地广播链路状态消息,因此能以较小的带宽消耗获得较精确的路由。