路由算法

摘要： 针对现有智能路由算法收敛速度慢、平均时延高、带宽利用率低等问题,提出了一种基于深度强化学习(DRL)的多路径智能路由算法RDPG-Route。该算法采用循环确定性策略梯度(RDPG)作为训练框架,引入长短期记忆网络(LSTM)作为神经网络,基于RDPG处理高纬度问题的算法优势,以及LSTM循环核中记忆体的存储能力,将动态变化的网络状态输入神经网络进行训练。算法训练收敛后,将神经网络输出的动作值作为网络链路权重,基于多路径路由策略进行流量划分,以实现网络路由的智能动态调整。最后,将RDPG-Route路由算法分别与ECMP、DRL-TE和DRL-R-DDPG路由算法进行对比。结果表明,RDPG-Route具有较好的收敛性和有效性,相比于其他智能路由算法至少降低了7.2%平均端到端时延,提高了6.5%吞吐量,减少了8.9%丢包率和6.3%的最大链路利用率。

摘要： 在不具备完整传输路径的机会网络中,为进一步提高投递率和传输速度,一般使用效用和冗余混合的路由机制,但该机制仍存在较高网络开销以及高效用节点能量消耗过快等问题.基于上述情况,提出了一种基于节点效用和能量的路由方案,考虑到节点关系的自身差异性和动态变化性对路由的影响,充分利用节点的社会关系计算节点效用,并综合节点的剩余能量判断节点的转发能力,实现在多备份路由中进一步降低网络开销和均衡节点能量消耗的目标.最后,通过仿真实验与其他算法进行对比,实验结果表明,提出的路由方案在获得较优投递率和传输延时的同时,在网络开销和能量均衡性两方面有较大的改善.

摘要： 针对移动机会网络中转发节点选择和数据包管理不合理问题,提出基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法.建立转发效用模型,根据移动机会网络的机会接触特性定义节点接触概率和节点接触活跃度;建立节点拥塞感知模型,定义节点区域拥塞系数;将转发效用和节点区域拥塞系数用于数据包转发过程和数据包管理过程,提出节点接触概率的转发节点选择策略和节点接触活跃度的转发节点选择策略.仿真结果表明,基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法在数据包投递率、转发代价和平均投递时延方面的综合表现相比对比算法更为优秀,可用于车载通信网络、水下传感网络、动物野外追踪等方面的数据传输.

摘要： 针对电力安全工器具便捷管理的需求,为了降低工器具管理所需的人力、物力资源,文中详细分析了电力安全工器具的管理流程,设计了一套智能化的工器具管理系统,基于无线传感网络(WSN)实现工器具信息的采集、入库、出库。为了降低WSN网络的能耗、提升传感器节点的生存周期,文中对传统的低能自适应聚类算法(LEACH)进行改进,得到A-LEACH算法。在A-LEACH算法的分簇阶段前增加了网络部署准备阶段并引入k-means算法;在信息传输阶段,引入基于多跳传输取代了LEACH算法的单跳传输方式。结合电力生产实际设计了WSN网络,并基于文中的ALEACH路由算法对网络的性能进行评估。实验结果表明,在平均生存周期上,LEACH算法中节点的平均生存时间为534轮,A-LEACH算法中节点的平均生存时间为762轮;在能源消耗上,在相同的轮次下,LEACH算法的能耗更大,A-LEACH性能曲线更平缓。

摘要： 针对PEGASIS算法形成的链路太长、维护成本太高,COSEN算法形成的链路存在交叉链、数据逆传递等缺陷,文中提出分区域的树型多链的无线传感器网络路由算法。该算法首先根据数据的相关性将全网区域分成若干个长条状的区域,在每个区域中节点根据它们之间的距离和角度连接成一条链,若有交叉链,删除交叉链中较长的那条链。成链过程中会产生孤立节点,若是分区域内的孤立节点,则根据它们之间的距离和角度及支链中的节点数连接到链中;若是区域外的节点,寻找已经成链的最近节点连接到链中,形成分区域的树型多链结构。最后各分链的链头以单跳和多跳相结合的方式与sink节点通信。仿真结果表明,文中算法可有效避免长链的形成,能够节省全网节点能耗,减小数据传输时延,延长无线传感器网络的生命周期。

摘要： 随着5G时代的到来,各类设备依托于物联网的数据传输需求大大增加,无线传感网络作为物联网基层接口有着无比重要的作用。本文首先阐述了无线传感网络路由的分类及特点,然后针对无线传感网络数据拥塞问题的控制技术进行了讨论,最后详细介绍了无线传感网络的节点定位技术。

摘要： 针对LEO卫星网络中由于流量分布不均导致的拥塞问题,以及多种通信业务带来的QoS保障问题,提出了基于区域划分的多业务QoS路由算法(MSR-RP)。算法考虑了信关站有限分布造成的漏斗流量问题,一方面通过划分动态区域,减少区域节点数量,降低了算法整体计算复杂度;另一方面,在轻负载区域采用最短路径算法计算路由,重负载区域采用多目标遗传算法计算路由,保障不同业务QoS并实现负载均衡。对MSR-RP路由算法进行了仿真建模和实现,在设计的仿真场景中,对业务流分类(TCD)算法与MSR-RP算法进行性能对比分析。结果表明,MSR-RP算法在提供QoS保障的同时,具有良好的负载均衡性能,网络吞吐量有较大提升。随着全局业务量的增大,其网络平均时延、丢包率低于TCD算法。

摘要： 随着无线通信以及无人机(UAV)技术的日益发展,利用无人机移动性、稳定性、广覆盖等优势,建立一个覆盖并连接广袤区域内各种无线终端的大规模“无人机云”,成为未来6G无线通信网络的一个重要的发展方向。如何在无人机云组成的复杂网络拓扑中快速精准地规划出最优路径,成为一个亟待解决的问题。因此,该文利用重力场中的梯度原理设计了一种旨在适用于多种路由方案的新型动态网络拓扑模型,基于此模型实现了复杂拓扑网络下路由路径的计算及选取。这种模型利用梯度本身的特性以实现路径的优化,以适用于未来6G应用中可能出现的高密度高覆盖性无人机群的通信需求。仿真结果表明,该文提出的拓扑模型及路由方法在链路通信质量及平均能耗方面优于目前应用及研究的诸多路由方案。

摘要： 胶囊网络(capsule network,CapsNet)是近些年新提出的一种网络模型.相比于传统卷积神经网络,胶囊网络能有效编码不同特征的空间位置关系,但是其特征提取模块难以捕捉不同尺度的特征信息.为了进一步提升CapsNet的性能,提出了一种多尺度自路由胶囊网络(multi-scale self-routing capsule network,MSSR-CapsNet).首先利用多分支结构改进CapsNet胶囊的生成过程,增加模型多尺度特征提取能力;然后提出了一种胶囊注意力机制,选择性筛选出重要的低级特征;最后在SVHN、CIFAR-10和CIFAR-100数据集上对MSSR-CapsNet进行实验,分类准确率分别为97.46%、91.22%和63.84%.此外,实验结果也验证了改进方法的高效性,有助于提升模型的性能.

摘要： 类脑处理器能够支持多种脉冲神经网络SNN的部署来完成多种任务。片上网络NoC能够用较少的资源和功耗解决片上复杂的互连通信问题。现有的类脑处理器多采用片上网络来连接多个神经元核,以支持神经元之间的通信。SNN在时间步内瞬时突发的通信会在短时间内产生大量的脉冲报文。在这种通信行为下,片上网络会在短时间内达到饱和,造成网络拥塞。片上网络中非拥塞感知路由算法会进一步加剧网络拥塞状态,如何在每一个时间步内有效处理这些数据包,从而降低网络延迟,提高吞吐率,成为了目前需要解决的问题。首先对SNN的瞬时猝发通信特性进行了分析;然后提出一种拥塞感知的哈密尔顿路径路由算法,以降低NoC平均延迟和提高吞吐率;最后,使用Verilog HDL实现该路由算法,并通过模拟仿真进行性能评估。在网络规模为16×16的2D Mesh结构的片上网络中,相对于没有拥塞感知的路由算法,在数量猝发模式和概率猝发模式下,所提出的拥塞感知路由算法的NoC平均延迟分别降低了13.9%和15.9%;吞吐率分别提高了21.6%和16.8%。

摘要： 近年来,世界范围内的人为和自然灾害都在不断增加,灾难发生期间大量通信基础设施损坏,从而影响救援行动及通信指挥工作.因此,一个应急通信系统的迅速构建与高效传输是至关重要的,而无线可穿戴网络作为应急通信系统的重要组成部分,其通信路由的设计必然十分关键.本文充分考虑应急通信系统的特殊性,提出一种基于链路综合稳定度的可靠路由算法(Robust Routing Algorithm Based on Link Stability,RRLS),旨在减少无线可穿戴网络的通信时延与丢包量.仿真结果表明,本文提出的RRLS路由算法在时延和丢包量等方面均有良好表现.

摘要： 近年来,一类间歇性连通的卫星网络应运而生.其网络性能受到路由算法的显著影响.本文提出一种适用于间歇性连通卫星网络的转移与绕行路由算法.当某颗卫星即将发生拥塞时,其将把新抵达的数据包转移至其他卫星以避免拥塞的发生.此外,在选取数据包的传输路径时,也将尽量绕开即将拥塞的卫星.转移和绕行策略执行的概率由卫星的缓存占用率决定.仿真结果表明,转移与绕行策略在丢包率和负载均衡性等方面优于传统的最短时延路由算法.在某些场景中,转移与绕行策略的丢包率只有最短时延路由算法的1/5.转移与绕行策略只需使用少量卫星缓存信息,且能够适应不同的卫星缓存容量,是一种易于实施的路由算法.

摘要： 随着移动互联网的兴起与无线通信技术的快速发展，传统的数据传输技术在应用环境上面临着巨大的挑战，发现在卫星网络、车载网络、移动社交网络、军事应用和灾难救援等网络中，由于节点的移动性、信道的不稳定性以及基础设施的匮乏，源节点和目的节点之间不存在稳定的端到端路径，不能保证节点间的稳定通信。在这种情况下，只能借助“存储—携带—转发”的通信方式才能成功完成数据传输，而这种方式的代价是牺牲了传输时延，因此将这一类网络称为时延容忍网络。探讨了移动社交DTN网络中一种基于动态拓扑势和节点间社交关系的路由算法。

摘要： 卫星网络的拓扑结构和路由算法是当前卫星网络研究的热门内容.如何构建一种稳定性强,开销小并且路由灵活的卫星网络成为亟待解决的问题.本文设计了一种环形网络的星座构型,通过激光链路的波分复用技术实现灵活的路由算法.仿真实验表明该拓扑结构稳定,路由协议具有很好的负载均衡能力.同时,在卫星发生单点故障时能及时应对并做出新的路由决策.

摘要： 针对装配高频段相控阵天线、采用时分多址传输信息的导航卫星网络,对时隙内多链路星间路由问题进行研究.首先,通过对导航星座动态网络拓扑结构的分析,基于轮询建链模式构建星间链路分配方案.然后,提出了基于动态规划的路由算法,并说明路由算法的基本模型和计算步骤.最后,通过实例仿真,以通信时延和中继跳数为优化目标验证动态规划算法的性能,并讨论算法计算时间随网络规模的变化.基于时分捷变建链的导航卫星网络路由是多阶段决策最优化问题，应用动态规划进行求解。仿真结果表明，基于动态规划路由算法的优化性能与泛洪算法一致，计算速没较优于泛拱算祛，能够为导航星座网络的高效信息传输提供一走的支持。

摘要： 层次型路由算法是无线传感器网络研究的热点领域.针对传感器节点能量受限问题,提出一种基于小世界模型的无线传感器网络层次型路由算法(HASWNM).通过添加高性能节点以及在簇头间添加捷径的方法,使得无线传感器网络(WSN)体现出小世界网络特性.由于能量消耗主要集中在数据发送阶段,因此该算法在簇间中继选择时考虑了簇头自身的能量问题.此外,根据簇头节点距离基站的位置远近,确定不同的自适应搜索区域.实验结果证明,当高性能节点个数为100时,网络中可以呈现出小世界特性.与CSWN、TSWN、DASM相比,该算法第一个节点的死亡轮数分别延迟了6％,6％,29％,每一轮网络中的平均能量消耗分别减少了5％,12％,17％.因此,该算法构造的无线传感器网络具有小世界特性,并且能量消耗较低.

摘要： 为了提高智能电网光通信网络的传递率,降低输出误码和失真,提出一种基于混合粒子群寻优的云计算环境下的智能电网光通信网络路由算法.首先构建智能电网光通信网络的链路结构模型,进行网络路由节点的适应度分析,然后采用误差反传方法进行网络路由节点的线性组合设计,结合混合粒子群分配方法,进行路由控制目标函数的最优解搜寻,实现光通信网络路由动态邻域决策和节点位置自适应更新.最后进行路由算法的仿真设计,结果表明,采用该路由算法能提高智能电网络光通信网络的传递率,降低网络输出时延和误码.

摘要： 软件定义网络(Software Defined Network,SDN)由于将网络设备控制面与数据面分离开来,允许对控制平台进行编程,实现了更好的网络自动化与编排,为人们提供更稳定高效的网络,并降低了网络运营成本,从而逐渐受到人们的重视.然而,SDN控制器只能数据帧的转发,还不能较好地部署三层路由技术.为此,文中设计了一种SDN的路由算法,其利用Ryu控制器来进行扩展程序的开发,并通过OpenFlow协议直接向交换机下发流表,自动配置路由,使得数据能通过IP地址进行跨网段转发.实验结果显示,文中所设计的路由系统能够实现网络交换机之间的三层路由数据转发.

摘要： 为了均衡无线传感网络中节点的能耗,延长网络寿命,提出了远距离节点间数据中转传输的WSN路由算法.根据Stojmenovi的理论,节点间数据传输功率在一段距离内可取到较小值.在此段距离内,节点间直接发送数据,但超出距离的节点间数据传输,通过选择中间节点转发的方式来传输.依此来选择最小能耗节点进行路由,从而实现节点能量均衡的目的.仿真实验表明基于远距离中转传输的WSN路由算法与AODV和GRP路由算法相比,节点的路由能耗得到了均衡,使得网络寿命得到了延长.

摘要： 针对认知无线网络路由性能易受认知节点移动、主用户干扰、节点剩余能量影响的问题,提出一种基于链路可用时间的路由算法.算法对节点间的链路可用时间进行预测,自适应的选取重路由操作少、可用时间长的路径进行通信.仿真试验表明,算法能简化网络的拓扑,显著提高认知无线网络的吞吐量和时延性能.

摘要： 描述了用于促进将待被包括在灵活算法路径计算中的非灵活算法路由器包括的技术。例如，灵活算法路由器将与非灵活算法路由器相关联的信息通告给网络中的其它灵活算法路由器，使得灵活算法路由器在基于灵活算法计算路径时可以包括非灵活算法路由器。在路径计算期间，如果路由器确定其下一跳路由器是非灵活算法路由器，则路由器可以对附加转发信息进行配置以引起路由器将流量转向非灵活算法路由器。

摘要： 本发明涉及一种基于源路由的卫星路由负载均衡方法，包括以下步骤:源节点卫星获取网络拓扑信息，其中，所述网络拓扑信息中包括各星间链路的带宽占用率；在获取的网络拓扑信息中限定一最小路径搜索范围，并根据所述星间链路带宽占用率在所述限定的最小路径搜索范围内拓扑剪枝；采用Dijkstra算法在所述拓扑剪枝后的最小路径搜索范围内寻找最短路径；根据所述寻找到的最短路径，编码一方向序列，并将其封装在数据包头部中进行发送。通过本发明的方法，降低了卫星网络中数据转发的时延，实现了拥塞控制和负载均衡的目的，提升了网络性能。

摘要： 本发明提供了一种基于Q‑learning算法和OLSR路由机制维护路由表的方法及系统，包括：节点在hello包和TC包中添加实际负载量,根据实际负载量计算负载程度参数；节点在hello包和TC包中添加信道忙碌程度；根据负载程度参数和信道忙碌程度，计算得到节点负载参数；节点在hello包和TC包中添加运动信息，计算节点间链路持续生存时间参数；根据节点负载参数和持续生存时间参数计算Q‑value；当节点发送数据包至其他节点或转发任务时，查询本节点的Q‑table，根据Q‑table中目的节点对应的最大Q‑value节点进行路由。本发明提升了路由的稳定性，减少了数据包的丢失率。

摘要： 描述了用于促进将待被包括在灵活算法路径计算中的非灵活算法路由器包括的技术。例如，灵活算法路由器将与非灵活算法路由器相关联的信息通告给网络中的其它灵活算法路由器，使得灵活算法路由器在基于灵活算法计算路径时可以包括非灵活算法路由器。在路径计算期间，如果路由器确定其下一跳路由器是非灵活算法路由器，则路由器可以对附加转发信息进行配置以引起路由器将流量转向非灵活算法路由器。

摘要： 本发明提供了一种基于Q‑learning算法和OLSR路由机制维护路由表的方法及系统，包括：节点在hello包和TC包中添加实际负载量,根据实际负载量计算负载程度参数；节点在hello包和TC包中添加信道忙碌程度；根据负载程度参数和信道忙碌程度，计算得到节点负载参数；节点在hello包和TC包中添加运动信息，计算节点间链路持续生存时间参数；根据节点负载参数和持续生存时间参数计算Q‑value；当节点发送数据包至其他节点或转发任务时，查询本节点的Q‑table，根据Q‑table中目的节点对应的最大Q‑value节点进行路由。本发明提升了路由的稳定性，减少了数据包的丢失率。

摘要： 本发明公开了一种面向包-电路交换片上路由器的回退转向路由算法及所用路由器，该算法是一种自适应路由算法，根据片上网络拥塞情况进行路由仲裁，根据链路资源的占用情况动态改变路由路径。该算法记录满足路由条件的输出端口，在遇到拥塞后重新选择输出端口，实现回退路由，从而可以充分利用网络资源，有效避免拥塞，提高平均吞吐量，减少平均包延迟；该路由器包括依次连接的输入状态机、优先级编码器、地址译码器、仲裁器和输出状态机；本发明在选择路由路径时，不向180度方向折回路由，并且不向远离目的节点的方向路由，所以不会引起死锁或活锁的问题。本发明成本低、性能高，适用于实现高性能的片上网络系统。

摘要： 本发明提供一种基于双层拓扑路由算法的动态自适应路由路径规划方法，S1：构建交通网络；S2：对车辆节点和灯杆节点分组；S3：计算车辆节点和灯杆节点之间的路由路径；S4：评估车辆节点与灯杆节点间各路由路径的性能；S5：计算地面智能灯杆网络的有效链接和路由路径的可用度权值；S6：计算地面智能灯杆网络的数据传送的总代价，以总代价最小、可用度权值最佳的路由路径建立数据传送；S7：筛选满足业务需求的车辆节点和灯杆节点参与数据传送，得到交通网络的拓扑路由路径。本发明的一种基于双层拓扑路由算法的动态自适应路由路径规划方法，可提高交通网络工作利用效率，解决信息量拥塞，增强收敛、减小路由开销，提升业务满意度。

摘要： 本发明公开了一种基于多播维序路由算法的NoC路由器及其路由算法。该路由器包含输入控制及路由仲裁器、交叉选择开关和输出缓冲及控制器；输入控制及路由仲裁器与交叉选择开关相连接，交叉选择开关与输出缓冲及控制器相连接；数据包进入输入控制及路由仲裁器后由仲裁器对该数据包进行解析，提取该数据包中包含的一个或几个目的地址，分别判断传送方向并发送给交叉选择开关；交叉选择开关复制数据包，并将它传送至相应的一个或几个输出端口，输出缓冲及控制器负责向下一个路由节点发送数据。本发明的NoC路由器及其路由算法，具有可解决对含有众核的NoC芯片进行多播测试过程中缺少路由器支持的问题、结构简单、适应性强、可实现多播功能等优点。

摘要： 本发明公开了一种面向包-电路交换片上路由器的回退转向路由算法及所用路由器，该算法是一种自适应路由算法，根据片上网络拥塞情况进行路由仲裁，根据链路资源的占用情况动态改变路由路径。该算法记录满足路由条件的输出端口，在遇到拥塞后重新选择输出端口，实现回退路由，从而可以充分利用网络资源，有效避免拥塞，提高平均吞吐量，减少平均包延迟；该路由器包括依次连接的输入状态机、优先级编码器、地址译码器、仲裁器和输出状态机；本发明在选择路由路径时，不向180度方向折回路由，并且不向远离目的节点的方向路由，所以不会引起死锁或活锁的问题。本发明成本低、性能高，适用于实现高性能的片上网络系统。

摘要： 随着集成电路规模的提高，片上网络的通信复杂性不断提高，由于网络热点等引发的拥塞问题会严重影响网络性能。如何衡量网络拥塞程度，以避开拥塞节点，是片上网络自适应路由算法中的一项关键问题。本发明提供一种路由器延时模型、搭建方法及基于其的片上网络路由算法，评估了数据从进入到离开路由器节点的总延时值，以此建立路由器延时模型并作为衡量节点拥塞的标准，提出了基于路由器延时模型的Q‑learning强化学习路由算法。本发明提出的路由算法可以实时获取最新的全局网络状态，有助于数据避开网络拥塞区域，提高网络性能。