摘要：针对缺乏科学合理的低功耗有损网络路由协议多路由度量评估方法,无法选择合适的下一跳,影响网络性能等问题,本文提出一种基于组合赋权法和逼近理想解排序法的多路由度量评估算法。该算法通过构建邻居节点各路由度量的初始判断矩阵,设计基于线性加权的复合目标函数,设计兼顾主客观因素的组合赋权算法确定复合目标函数中各路由度量的权重,并采用逼近理想解排序法确定下一跳节点等机制,有效地解决了上述问题。理论分析证明了该多路由度量评估算法的有效性和可靠性,仿真实验结果显示该算法在网络寿命,时延等方面均优于低功耗有损网络路由算法及其相关改进算法。

摘要：针对目前低功耗有损网络路由协议(RPL)中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL(EB-RPL)。首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能。仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4%和39.4%的平均网络生存时间。EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间。

摘要：针对低功耗有损网络的数据流量负载分配及传输效率优化问题,提出一种基于最小链路成本优化排名的低功耗有损网络路由协议。采用基于排名规则的改进多路径RPL算法,通过引入一个目的地为导向的有向无环图,使每个节点具有多条到达汇聚点的路径,根据链路的成本排名选择跳数更少和输出流量速率更大的链路;构造k-连通性的路由图表,根据能量消耗情况选择节点父代,通过启发式负载分配方法最小化路由总传输成本,根据节点的输出流量速率分配负载,实现负载均衡的同时提高路由的传输效率。仿真结果表明,相比主动与低功耗的有损网络反应式路由算法和低功耗有损网络链路质量感知路由协议,该算法数据投递成功率提高了15%以上,平均网络吞吐量提高了30%以上。

摘要：低功耗有损网络(Low-power and Lossy Network, LLN)的RPL(无线传感网络)路由协议因其适用资源受限的网络而受到关注。为了研究如何通过优化目标函数(Objective Function,OF)提高资源利用率,回顾和梳理近几年相关文献中提出的设计方案,从路由度量的角度归纳了两类优化思路,并论述了不同方案的优势与不足之处。研究结果显示,尽管多数针对路由指标的优化可以改善网络质量,均衡能耗,但存在性能指标检测不全、受到环境约束、可拓展性低等问题。针对以上问题,总结了三个无线传感网络路由优化方面值得被关注的要点,期望能为该领域的研究人员提供优化思路。

摘要：为缩短因Internet用户数量递增而造成的网络固有延迟,实现对流量数据信息的及时缓存处理,设计基于流量预测的低功耗有损网络节点缓存系统。以网络缓存拓扑框架作为基本数据依附条件,在按需连接通信协作器、文档替换器两类执行模块的同时,完成节点缓存系统的硬件执行环境搭建。在此基础上,提出一致性哈希算法,通过多级服务器同步缓存的处理方式建立理想化的缓存置换策略,完成系统的软件执行环境搭建,结合相关硬件设备元件,实现基于流量预测低功耗有损网络节点缓存系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统系统相比,所设计系统的网络固有延迟水平更低,单位时间内可转存的流量数据信息总量更大,可有效解决因Internet用户数量递增造成的数据缓存处理不及时的问题。

摘要：针对低功耗有损网络(Low-power and Lossy Network,LLN)中由于无线链路的有损特性导致在高负载场景下无法较好地实现负载均衡的问题,提出一种高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议(HSLB-RPL)。在该协议中,为了避免期望传输次数较大的备选父节点被选作为最优父节点,综合考虑当前节点和其备选父节点的期望传输次数;当检测到节点负载较重时,为了降低其被邻居节点选作为最优父节点的概率,对其DIO控制消息的发送时间间隔进行调整;当节点发生网络拥塞时,设计一种网络拥塞通告消息(NCN),及时地对当前网络拥塞状态进行通告。仿真结果表明,相对于已有协议,HSLB-RPL协议能够有效地实现负载均衡,其中网络平均寿命延长了23.57%,根节点平均吞吐量提高了14.52%,归一化控制开销较低了12.87%。

摘要：针对低功耗有损网络(low power and lossy network,LLN)中负载不均衡以及高控制开销的问题,提出一种基于流量自适应分配的多汇聚节点LLN路由协议(traffic adaptive assignment based multi-sink routing protocol for LLN,TAAM-RPL)。介于多个汇聚节点之间的节点可同时加入到多个RPL实例中;在不增加额外控制开销的前提下,多重身份节点便可获知其到达各个汇聚节点整条路径的负载状态;多重身份节点可根据其到达各个汇聚节点整条路径的负载状态进行数据流量自适应分配。仿真结果表明,该协议可行有效,能够提升网络各方面性能。

摘要：针对低功耗有损网络(low-power and lossy network,LLN)的节点移动问题,提出基于博弈论自适应调整传输速率的移动RPL路由(GT-mRPL)。GT-mRPL路由通过博弈论传输速率,进而获取高的数据分组传递率和吞吐量。在移动环境中,将节点竞争发送数据过程设计成一个游戏。将通过增加传输率所获取的增益(效用函数)与因节点移动而产生的成本(移动函数)的比值看成收益函数。同时,考虑能耗对收益函数的影响。仿真结果表明,在移动环境下,提出的GT-mRPL路由降低了数据分组丢失率,提高了吞吐量。

摘要：物联网的普及,对物联网的信息安全提出了更高的要求。低功耗有损网络(Routing Protocol for LLN,RPL)是主流的物联网通信协议,RPL根据中继节点的通信距离构建有向无环图(Destination Oriented Directed Acyclic Graph,DODAG),以规划数据路由的路径。RPL协议无法应对主流的安全攻击,针对RPL设计一种低成本高可靠性的路由策略是目前物联网信息安全研究的一个主要方向。本文基于非合作博弈理论,设计了一种可以根据RPL协议中的节点上下文信息,发现并避让不良节点的路由策略。该方法的特点在于能够以较低的功耗开支提供与主流的加密策略相近的安全防护能力。仿真结果表明,所提方法在节点密度较高情况下性能良好。

摘要：低功耗有损网络路由协议最初为静态网络设计,在移动场景下仍存在许多难题,因为节点的移动会导致数据包丢失、能量损耗等问题。为了提高链路可靠性,延长网络寿命,提出了一种高可靠的移动感知RPL路由协议(Highly Reliable Mobile-aware RPL protocol,HRM-RPL)。首先,采用多指标模糊逻辑的链路质量检测机制判断节点的移动,以实现可靠的数据通信。其次,在移动节点切换父节点阶段设计两种新的定时器,实现主动切换。最后,综合考虑链路质量,节点的能耗及跳数,以完善移动节点的最优父节点选择机制。同时,HRM-RPL中通过修改控制消息的保留字段,在能够兼容原始协议的前提下实现所提的机制。仿真结果证明,该协议在数据传输成功率、控制开销、网络生存时间等方面的性能均有一定的提升。