平均干扰下的无线传感器网络高效能传输研究

传输功率的调整是当前无线传感器网络进行低功耗优化设计的主要手段之一,但较低的传输功率却又很难保证连通性(因外围节点干扰引入的随机性),较大的传输功率不仅增加能耗而且会对邻近通信节点带来干扰,如果简单地在网络中进行传输功率调整,极易造成相邻通信子网传输功率的相互攀升,从而极大地降低了传输效能。该文从干扰模型分析出发,给出了基于平均干扰下的最优传输功率计算方法,考虑到网络环境的时变性,将该优化传输功率与自适应速率控制机制结合以提高传输效能。仿真结果表明,相比于MCP协议和Basic协议,基于平均干扰下的优化传输功率机制在单比特能耗及平均吞吐率上能够得到更好的性能折中。     

饱和状态下IEEE802.11广播的性能分析

通过对IEEE 802.11广播协议建立马尔可夫链模型,并增加考虑了数据帧长度对网络性能的影响,分析了无线局域网中饱和状态下广播协议的性能;通过对隐藏站点问题的分析,得到了多跳无线网络中可靠广播的吞吐量范围。利用仿真实验验证了分析模型,性能分析的结果为各种基于IEEE 802.11广播协议的应用提供了分析与改进的依据。     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

体域网中基于数据区分化服务的路由算法研究

针对体域网的特点和Qo S需求,本文引入了定向扩散(Directed Diffusion,DD)路由协议的思想,通过对DD算法的改进和扩展,提出适合体域网中不同数据类型传输的路由协议。在扩展原DD协议兴趣包格式的基础上,在体域网中引入中继节点,建立梯度,在数据传输阶段,确定数据优先级和队列模型,基于时延、能量二维Qo S参数,确定节点上不同优先级数据的下一跳中继节点。opnet模拟器验证实验结果表明,该路由算法能够提供不同数据业务类型的Qo S保障,并能很好的构建时延较短最优路径,优化了网络能量消耗,适合体域网路由。     

数据链路层停等ARQ协议的最佳帧长近似解

分析了通信信道中起伏噪声和突发噪声对数据传输的影响,推导出了数据帧出错的概率即误帧率与信道误比特率的定量关系。为克服信道噪声引起的帧传送错误,可在数据链路层采用面向连接的协议,以保证向上层用户提供可靠交付服务。其中采用停止等待ARQ协议是最简单的,它适用于许多特定场合。对于该协议,该文详细推导了在信道误比特率较小的情况下的最佳帧长(使数据总传输时间最短)的计算方法及其近似表达式,并分析讨论了该近似式的物理意义和适用范围。     

主动网流调度模型A-Flow的研究

分析了第一代主动网在数据包处理中存在的不足,引入新的主动节点数据流调度模型A-Flow,给出了该模型在主动节点传输系统ANTS中的实现方案。新模型基于主动网封装协议ANEP,通过分解调度输入主动节点的数据流,可以实现不同的执行环境在同一节点共存。该模型拥有数据包缓存、认证及净荷调度等功能,提高了主动节点的性能和安全性。     

基于危险理论的网络风险评估模型

为有效评估网络信息系统的网络风险,提出了一种新的基于危险理论的风险评估模型(DTREM)。在给出网络活动中自体、非自体、免疫细胞的定义,建立由记忆检测器、成熟检测器、未成熟检测器集合构成的入侵检测子模型后,进一步给出了基于危险理论的网络风险定量计算子模型。利用该模型,可以实时定量地计算出主机和网络当前所面临攻击的各类攻击和总体网络风险强度,理论分析和实验结果均表明,该模型为实时网络安全风险评估提供了一种有效的新途径。     

WSN中结合近源数据聚合和拥塞控制的低能耗路由协议

在无线传感器网络(WSN)中,由于感知数据传输引起的能量消耗直接影响网络寿命。数据聚合能消除密集WSN中的冗余数据传输以节约能源,为此,提出了一种WSN中结合近源数据聚合和拥塞控制的低能耗路由协议。首先,构建网络的无结构拓扑,根据数据可靠性权重和节点成本函数来选择数据转发节点。然后,每个中继节点通过近源数据聚合对接收的数据包进行聚合,以此降低传输能耗。另外,在数据转发过程中,各节点根据接收阈值来决定是否转发数据,以此实现拥塞控制。仿真结果表明:提出的协议在能源效率、可靠性和传输延迟方面获得了优异的性能。     

稀疏Ad hoc网络中路由算法的改进

针对现有Epidemic路由协议及其特点进行了研究．分析了请求定位技术并将其引入到Epdemic协议中．改进后的新协议通过记录历史路由信息,对传输数据定位接收,限制了数据的洪泛范围．仿真结果表明,新协议在数据到达率与资源消耗上有了较大改善．     

载荷长度对蓝牙数据传输吞吐量的影响

蓝牙协议提供了多种不同长度的数据包类型,以提高在不同的信道条件下的数据传输性能。针对这一特性,该文建立了噪声环境下蓝牙数据传输系统的数学模型,分析了蓝牙高斯频移键控(GFSK)调制方式和2.0 EDR规范新增加的π/4-DQPSK与8DPSK调制方式,根据在加性高斯白噪声信道(AWGN)下的比特错误率(BER)与平均接收信噪比的关系,推导了ACL数据分组的重传概率与平均接收信噪比的函数表达式,进而分析了在不同的信噪比条件下载荷长度对蓝牙数据传输吞吐量的影响。仿真分析结果对如何提高蓝牙数据传输性能的研究提供了有益的参考。     

一种改进的I-NDMR协议在移动自组网中的应用

为了降低NDMR协议中由于最短路径优先原则造成的冲突和阻塞问题,提出了一种改进型的I-NDMR协议。该协议共包含9个状态,选择通信负荷最低的链路作为传输路径。通过修改RREP数据包,为其增加LoadInformation数据段来记录每条路径的负载信息,同时目标节点还会定期发布LOAD_UPDATE报文来定期更新链路负载信息。尽管采用负载均衡策略后传输路径有一定延长,但改进后协议以一定控制开销为代价有效地缓解了网络瓶颈,提高了通信速率。测试结果证明,改进后协议数据传输通信延迟得到了有效降低。     

在动态水环境中基于熵的无线传感器网络路由算法

随着人们对水环境的日益关注以及无线传感器网络技术的成熟,如何使用无线传感网络对水环境进行监控成为一项重大课题。该文在动态水环境中,基于正方体网格剖分思想提出了一种以熵为尺度来衡量路径稳定性的QoS路由算法(EWSQoS),该算法使用正方体网格对信息收集区域进行剖分,再在此基础上寻找到达Sink节点的最短网格,最后利用"熵"来选择路由,减少了重建路由(或路由修复)的次数,在网络拓扑频繁变化的环境中尽可能地提供QoS保证。经仿真实验与性能分析表明,EWSQOS算法与Long-term、DBR、DTN等算法比较,在路由重建次数、路由成功率、网络能耗、网络延时方面具有更优性能。     

利用指定群首设计自组网分层路由协议

基于具有组移动模型的移动Adhoc网络,分析了传统LANMAR分层路由协议的原理。以LANMAR协议为基础,设计了能够满足上述移动Adhoc网络要求的包含骨干网节点的物理分层网络体系结构,包括信道设置及接入方法,形成了一种指定群首的分层(DC-LANMAR)路由协议。该指定群首安装了更强大的通信设备,使用高性能的骨干网链路进行群间通信来减少路由的跳数。通过计算机仿真比较了LANMAR和DC-LANMAR协议的主要性能,证实了DC-LANMAR协议的可行性和有效性。     

针对IPv4协议的容错解码算法研究

在易错网络中传输IP(因特网协议)数据包时,除了网络拥塞之外,信道误码也容易导致数据包丢失。丢包对信源恢复会造成较大影响。为了降低误码导致的丢包率,该文研究了IPv4协议解码的可靠性问题,分析了IPv4(因特网协议版本4)协议各字段之间的相关性,建立了IPv4协议容错解码的理论模型,利用最大后验概率推导出容错解码的准则。在该基础上提出一种以分段方式估计协议字段的算法,实验结果表明该算法大大增强了IPv4协议解码的纠错能力。     

采用双层子网动态虚通道的片上网络

通过片上网络(NoC)连接多个处理器核是一种新的片上系统结构,其核间的数据交换机制是影响数据传输服务质量(QoS)的关键要素之一。在虚通道数目受限的情况下,提出了动态虚通道分配和双层子网相结合的交换单元结构。动态分配虚通道技术可以有效提高建链成功率;双层子网结构分散了业务数据流,避免数据传输拥塞,减小了数据包传输延时。仿真显示两种技术的结合,在不增加硬件资源开销的情况下,可以为各种业务等级的数据包传输提供良好的QoS保障。     

谈VPN中的隧道技术及其IPSEC安全机制

VPN技术是Internet或其它公共互联网络中的一种虚拟专用网络技术,能安全、高效地保证用户像使用本地LAN网络一样在客户计算机和企业服务器之间建立点对点连接,进行数据的传输。介绍了VPN的隧道技术、VPN的隧道协议分析和VPN中数据传输的安全技术,为网络管理人员了解和配置VPN提供帮助。     

无线认证客户端OPNET建模的新方法

在对IEEE802．1X的工作性能进行仿真研究时，迫切需要能够实现该认证功能的无线节点模型。仅由研究人员设计状态机并进行实现的模型，一般不能客观反映协议的性能。本文提出了一种基于IEEE802．1X协议中提供的有限状态机进行OPNET建模的方法，并给出了实现以及仿真结果。该方法为IEEE802．1X协议的进一步仿真研究打下了基础。     

网络传输层协议的随机Petri网模型及性能分析

描述了广义随机高级Petri网(GHLSPN)在计算机网络传输协议的模型与性能评价中的作用, 并对影响网络性能的系统指标进行了讨论;同时考虑了确认控制、窗口流控制和错误重传控制等机制对网络系统的性能影响,克服了以往对网络性能评估的某些局限。     

基于复数域网络编码的下行传输方案设计

为进一步提高无线中继网络的信息传输速率,提出了一种基于复数域网络编码的有效下行传输方案。不同于传统的信息传输方案,该方案采用时间维复数域网络编码,中继节点对接收到的多个时隙的信源符号进行复数域网络编码并将编码符号同时发送给用户节点;用户节点接收到所有中继节点的编码符号,采用联合最大似然多用户检测恢复信源符号。性能分析和仿真结果表明,该方案的符号错误概率明显低于传统中继传输方案,且能获得更高的信息传输速率和网络吞吐量。     

1-out-of-n不经意传输的变换及应用

提出了不经意传输的一个新应用——在群签名中的应用。首先给出了文献[1]的1-out-of-n不经意传输协议的一个变形,利用该变形协议提出了一种新的群签名成员资格撤销方法。该撤销方法是一个一般性的方法,可通用于任何群签名方案,而以前的撤销方法都是针对某一具体签名方案的,不具有通用性。在随机预言机模型以及计算Diffie-Hellman(CDH)假设下,可证明新协议是安全的。