有限的能量是水下传感器网络（UWSN）的挑战。 为了解决UWSN中的能源问题，本文提出了一种新的能源意识。 路由算法，称为基于节能矢量的转发协议（ES-VBF）。 新路由协议的主要目的是节省能源。 ESVBF 同时考虑剩余能量和定位信息在计算期望因子时。 通过仿真表明，ES-VBF 该算法增加了残差能量，减小了均方误差值，并且延长网络的寿命而不会降低数据包的接收率（PRR）显然。 ### ES-VBF：节能路由协议 #### 摘要与背景 随着技术的进步与应用需求的增长，水下传感器网络（UWSN）逐渐成为研究热点。这类网络在海洋监测、环境测量、灾害预警等方面展现出巨大潜力。然而，由于水下环境的特殊性，如信号传输的高延迟、高衰减及受限带宽等特性，使得UWSN面临诸多挑战。其中，最为关键的问题之一就是节点能量的有限性。 #### ES-VBF协议介绍 为解决这一问题，Bo Wei等人提出了名为“基于节能矢量的转发协议”（ES-VBF）的新路由算法。该协议的主要目标在于提高网络的整体能效，即通过优化数据包的传输路径来最大化剩余能量并延长整个网络的生命周期。ES-VBF协议在计算期望因子时不仅考虑了节点的剩余能量，还融入了定位信息作为参考因素，从而实现了更为精细的能量管理策略。 #### 工作原理 1. **能量感知机制**：在UWSN中，每个节点的能量都是有限的，因此必须高效利用这些资源。ES-VBF协议通过实时监控节点状态，评估其剩余能量水平，从而决定哪些节点应该被用于数据转发。这有助于避免低电量节点过早耗尽能量，确保网络的长期稳定运行。 2. **位置信息集成**：除了能量状况外，节点的位置信息对于选择最优传输路径也至关重要。ES-VBF算法综合考虑了节点的位置坐标及其相对目标节点的距离，通过这种方式可以减少不必要的跳转次数，进一步节约能量消耗。 3. **期望因子计算**：为了实现上述目标，ES-VBF引入了一个新的计算指标——期望因子。这个因子结合了节点的剩余能量和位置信息，用以评估各个节点作为转发候选人的适宜程度。期望因子较高的节点将更有可能被选中进行数据包的转发。 4. **模拟验证**：研究团队通过一系列仿真实验验证了ES-VBF协议的有效性。实验结果显示，采用ES-VBF后，网络中的残留能量明显增加，均方误差值显著下降，同时网络寿命得以延长，而这些改善并未显著降低数据包的接收率（PRR）。 #### 应用场景 - **海洋环境监测**：通过对海洋温度、盐度等参数的持续监测，帮助科学家更好地理解海洋生态系统的动态变化。 - **资源勘探**：在深海油气勘探或矿产资源调查中，UWSN能够提供精确的数据支持。 - **安全监控**：在军事或民用领域，如港口安全、非法捕鱼活动的监测等方面发挥重要作用。 #### 结论 ES-VBF是一种专门为水下传感器网络设计的节能路由协议。通过有效地整合节点的剩余能量和位置信息，在保证数据传输效率的同时，最大限度地延长了网络的工作时间。该研究成果为UWSN的实际部署提供了重要的理论基础和技术支持，有望推动这一领域向着更加高效、可持续的方向发展。未来的研究可以进一步探索如何在不同应用场景下优化ES-VBF算法的表现，以及如何与其他节能技术相结合以应对更多复杂挑战。

### QELAR水声网络路由协议 #### 概述与背景 随着科技的进步与人类对海洋探索需求的增长，水下传感器网络（Underwater Sensor Network, UWSN）作为一种新兴且有前景的技术，近年来受到了广泛关注。它能够实现对广阔未开发海域的有效监测与感知。UWSN在多种应用领域展现出巨大潜力，包括科学探索中的环境观测、海岸线监控与保护、商业开发、灾害预防、辅助导航以及水雷探测等。 然而，由于水下环境的特殊性——如高延迟、低带宽及高能量消耗等特点，为UWSN设计有效的网络协议成为了一项极具挑战性的任务。本文提出了一种基于强化学习的自适应路由协议QELAR（Quality Enhanced Learning Adaptive Routing），旨在解决UWSN中的路由问题，并通过使传感器节点的剩余能量更加均匀分布来延长网络寿命。 #### 技术细节 **QELAR路由协议的核心理念**在于结合机器学习技术，尤其是强化学习方法，以优化路由决策过程。该协议考虑了每个节点的剩余能量以及节点组之间的能量分配情况，并将这些因素纳入到奖励函数的计算中，从而帮助选择合适的包转发节点。这种机制确保了网络能量的高效利用，同时减少了单个节点过早耗尽能源的风险。 **关键特点：** 1. **基于强化学习的路由策略**：QELAR采用了一种强化学习模型来指导路由决策。通过不断学习与优化，该模型能够根据当前网络状态自动调整路由策略，以达到最佳性能。 2. **节能与网络寿命延长**：通过合理规划数据传输路径，避免了能量过度集中在某些节点上的情况，从而实现了网络整体能耗的均衡，进而延长了整个网络的运行时间。 3. **通用MAC协议支持**：QELAR不依赖于特定的介质访问控制（Media Access Control, MAC）协议，这意味着它可以与现有的MAC层协议无缝集成。 #### 模拟实验与结果分析 为了验证QELAR协议的有效性，研究者们在Aqua-sim平台上进行了广泛的模拟实验，并将其与现有的一种路由协议VBF（Vector-Based Forwarding）进行了对比。实验结果表明： - **包投递率**：QELAR协议在包投递率方面表现出了显著优势。 - **能量效率**：相较于VBF协议，QELAR在降低能耗方面取得了更好的成绩。 - **延迟**：QELAR降低了数据包传输过程中的平均延迟。 - **网络寿命**：最重要的是，QELAR能够使得网络寿命平均延长20%左右。 这些结果证明了QELAR在提高UWSN性能方面的有效性，尤其是在延长网络寿命方面。 #### 结论与展望 QELAR协议的提出为解决UWSN中的路由问题提供了一种创新的方法。通过结合机器学习技术和智能路由算法，QELAR不仅提高了数据传输的效率和可靠性，还有效地延长了网络的整体寿命。未来的研究可以进一步探索如何将此协议应用于更复杂的水下环境和应用场景中，例如多层网络结构、动态网络拓扑变化等，以期更好地服务于实际的海洋探测与监测需求。

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是一种由大量微型传感器节点组成的自组织网络，它们通过无线通信方式收集和传递环境或特定区域的数据。这些节点通常配备有限的能量资源，因此在设计路由协议时，节能是至关重要的。本文主要探讨的是基于能量和距离的WSN分簇路由协议，这是当前研究的热点。 WSN路由协议主要有两种类型：平面路由协议和层次路由协议。平面路由协议通常简单，但可能不适用于大规模网络，因为它可能导致大量的通信开销。相比之下，层次路由协议，特别是基于簇结构的协议，通过将网络节点划分为多个簇，每个簇有一个簇头，可以有效降低通信能耗，延长网络寿命。簇头负责收集簇内节点的数据并转发至基站，从而减少了节点间的直接通信，降低了能量消耗。 LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议是WSN中最著名的分簇路由协议之一。在LEACH中，节点通过随机选择的方式竞争成为簇头，簇头的选举概率随着轮次进行动态调整，以确保簇头负载均衡。然而，LEACH协议存在簇头分布不均和无法保证簇负载平衡的问题。 EECS（Energy Efficient Clustering Scheme）协议是对LEACH的一种改进，它引入了一个新的通信代价公式，考虑了节点到簇头的距离和簇头到基站的距离，以优化能量消耗。此外，EECS协议还确保了每个簇的负载均衡，从而提高了网络生命周期。实验表明，EECS相对于LEACH能显著提高网络的生存时间。 尽管EECS在一定程度上解决了LEACH的问题，但它仍然存在簇头分布漏洞和未充分考虑簇头剩余能量的问题。为解决这些问题，文章提出了ADEECS（Advanced EECS）协议。ADEECS引入了竞争延迟的方法来选举簇头，以避免簇头分布漏洞，并在成簇阶段考虑了簇头的剩余能量，以防止能量耗尽过快。此外，它还采用了可变发射功率的无线传输能量消耗模型，允许节点根据需要调整发射功率，进一步优化能量利用。 基于能量和距离的无线传感器网络分簇路由协议旨在通过高效分簇和智能的数据传输策略，实现网络的长期稳定运行。这些协议通过优化能量消耗，平衡簇头负载，以及考虑节点间距离，提高了WSNs的整体性能和生存时间，使其在各种应用领域，如环境监测、军事监控和医疗保健中，具有广泛的应用潜力。

主要分析了LEACH协议、EEUC协议、DEBUC协议。其中DEBUC协议是对EEUC协议的改进。这3个协议各有优缺点，应该根据实际情况来选择合适的协议。这些协议的实现过程可以分为初始化阶段和数据传输阶段。各个协议的两个阶段的实现过程都有很大的差异。简述了PEGASIS协议，它是在LEACH的基础上进行改进的基于“链”的路由算法。这些协议是研究无线传感器网络的基础。

提出了一种将有线工业以太网和WSN有机结合的矿井监控与应急通信系统,结合该系统的应用要求,设计了一种基于分层的工作面路由协议(LRWF,Layer-based Routing for Working Face)。LRWF利用分簇的思想,将工作面节点按照跳数分层后,根据各层的不同负载形成不同规模的簇以便均衡网络能量,之后以簇首间时变的传输延时、节点剩余能量和传输能耗构建的复合指标选取路径,实现簇间数据的多跳转发。OMNET++仿真实验结果表明,LRWF与现有的矿井WSN路由协议相比,具有较低延时和更好的能量有效性,更适合于矿井环境。

TestCenter模拟仿真各种路由协议，帮你轻松了解掌握TestCenter测试仪测试路由协议

摘要：NS-3在多网卡处理和IP寻址策略方面具有很的好特性，为了提高MANET路由协议性能，采用了NS-3仿真工具对MANET路由协议进行分析，详细阐述了如何搭建NS-3仿真平台，并从网络规模和动态拓扑角度分析比较了AODV,DS-DV和OLSR三种路由协议的端到端平均时延和投递率性能.仿真结果为协议的后续优化和改进提供了依据. 　　0 引言 　　随着网络技术和通信技术的蓬勃发展，如何在硬件条件不具备的情况下研究大规模网络，如何快速设计.实现.分析新的协议和算法，如何比较新老系统和算法而不必花费巨资建立实际系统等问题日益成为网络研究者关注的焦点.近年来，盛行的方式是通过计算机软件对网络协议

介绍一下IP多点传送路由协议的基本原理，对目前流行的两个IP多点 传送路由协议做出解析

针对无线mesh网络的特点提出了一种基于源节点建立、目的节点维护的多径路由协议。该协议采用目的节点更新mesh结构的机制，能实时维护最优路径和其余多条路径，当节点移动或其他原因造成链路断开时，不需要路由修复或重建，从而降低了丢包率和端到端时延，且通过基于源节点建立路由的方式有效地减少了控制开销。仿真结果表明，该算法具有良好的性能。

AODV路由协议在OPNET下的仿真原码