无线传感器网络中一种ARMA流量预测的拥塞控制算法

在无线传感器网络中,由于各节点的通信能力、计算能力、存储能力等都比较有限,使其需采取有别于传统网络的拥塞控制策略.本文针对传感网络特有的多对一、多跳通信方式经常导致网络拥塞的缺陷,提出一种基于流量预测的拥塞避免算法(SCATP).该算法通过ARMA模型分析流经各节点的当前流量,预测网络下一时刻的拥塞状况,并据此进行流量分配,从而实现拥塞控制的同时保证数据的可靠传输.仿真实验表明,SCATP算法在延迟、抖动率、吞吐量和能量有效性等方面能有效改善网络的服务质量.     

考虑节点能量特征的无线传感数据加密传输方法

无线传感数据传输加密过程中,由于忽视节点的能量特征导致网络链路发生抖动,加密传输安全性较差。为此提出考虑节点能量特征的无线传感数据加密传输方法。通过混沌参数调制及时间戳技术,使得二阶映射自身的迭代律不断重复和交替传输,可以有效获取节点能量特征。在此基础上构建节点-链路评估模型,从节点、链路、能量三方面计算并控制无线传感网络的传输能量和功率损耗,促使网络链路状态平稳,以此评估网络安全环境,实现无线传感数据加密传输。仿真结果表明,所提方法的通信开销节约了70%能量,最优抗攻击性为94%,数据融合精确度为93%,有效提高了无线传感数据加密传输安全性。     

蚁群算法在WSN路由协议中的应用

针对无线传感网络节点能量有限的特点,提出一种改进的蚁群算法,将蚂蚁信息素、网络节点能量和节点间的时延相结合,形成算法控制因子。仿真结果表明,该算法可以均衡网络中各个节点的能量消耗,延长整个网络的生命周期,缓解网络拥塞并降低平均传输时延。     

无线传感器网络中传输范围调整的动态规划算法

研究在无线传感器网络中如何选择活动的路由节点及其传输范围,以有效节省能量的消耗。在节点随机布设的线性网络中,当网络传输流量一定的条件下,提出了三种路由节点选择及其传输范围调整算法,获得最优无线传输范围与通信流量之间的关系,数值计算证实了其中的动态规划算法可以选择到最优能量消耗的路由节点及其传输范围。     

基于能量均衡-延迟削弱机制的无线传感网稳定传输算法

为解决5G条件下无线传感网存在的拥塞控制困难、簇头节点受限严重等不足,提出基于能量均衡-延迟削弱机制的无线传感网稳定传输算法.设计信道状态控制指标,结合数据分段传输过程,提出一种数据传输模型,实现数据传输过程的稳定评估.构建基于能量均衡-延迟削弱机制的簇头更新方法,增强高能节点被选为簇头节点的概率.设计基于稳定性传输机制的区域划分方法,从簇头节点受限控制及高能节点轮询两个方面来优化区域分割质量,实现网络数据的稳定传输.仿真结果表明,与当前无线传感网传输算法相比,所提算法具有更高的网络传输带宽,以及更低的网络平均延时与网络吞吐频率.     

基于粒子群算法的无线传感网络中继节点选择策略

针对无线传感网络中继节点没有固定的能量供应,导致无线传感网络数据传输速率较低、吞吐量较小的问题,提出基于粒子群算法的无线传感网络中继节点选择策略方法。构建无线传感网络系统模型,根据模型得出网络中每个位置中继节点的作用,同时收集所有中继节点构成中继节点集,保证中继节点的选择策略具有多样性;根据节点能量和信噪比加权得出中继节点的选取准则,并在粒子群算法的帮助下不断更新中继节点的选取结果,得出全局最优中继节点策略,实现无线传感网络中继节点选择。仿真结果表明,所提方法的数据传输延时平均为1.81ms,均方根误差平均值为1.29,及吞吐量最大值为260op/s。     

基于改进Adaboost算法的无线传感网络入侵检测方法

为降低无线传感网络节点入侵误检率，引进改进Adaboost算法，设计一种针对无线传感网络的全新入侵检测方法。参照无线传感网络在传输数据过程中的电能量消耗模型，设定网络连续传输节点之间的距离，计算无线传感网络节点传输消耗能量；引进改进Adaboost算法，对节点进行权值的初始化处理，计算入侵样本初始权值，设计入侵数据的分类。入侵检测一般分为探测与应答两个步骤，通过对无线传感网络流量异常的感知，实现对无线传感网络入侵的检测。对比实验结果证明：设计的检测方法可以在提高无线传感网络节点攻击样本数量检测结果精度的同时，降低网络节点入侵误检率。     

无线传感网络中基于无线能量补给的能量感知路由算法

针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。     

基于边界点拟合的无线传感网络干扰约束资源分配算法

无线传感网络干扰约束会影响资源传输过程的网络运行稳定性与通信效率,为此提出一种基于边界点拟合的无线传感网络干扰约束资源分配算法。利用信号传输特征获得传感器节点信号功率,分析节点实际方位和检测值的差异。利用差异值创建损失函数,通过加权最小二乘法计算边界点补偿距离,定位干扰源位置。明确无线传感网络用户信道容量,计算用户接收机中各单位干扰能量传输的比特值,构建干扰约束模型。利用二维离散Henon映射系统初始化原始个体矩阵,使用并行遗传算法完成节点自适应迁移,实现资源分配全局优化。仿真结果表明,所提方法对干扰约束资源分配的平均节点度为2.15,资源分配误码率平均值为0.2%,在实验次数为500时资源分配耗时为1.4 s。     

基于模糊区域宽松距离的改进GEAR传感网络均衡算法

传感节点的有效选择对无线传感网络通信有着重要影响。在分析传统的GEAR传感节点分配算法基础上,提出基于模糊区域宽松距离的改进GEAR传感网络均衡算法。运用一种基于节点模糊区间划分,伴随节点运用一种宽松距离的方法进行逼近,依靠得到的模糊节点可靠性隶属度函数,完成对节点的最终选择,从而避免传统GEAR节点分配算法中单纯依靠地理位置与能量开销等先验知识进行节点选择的弊端。实验验证该方法的通信能量消耗曲线趋势要低于传统GEAR算法,能有效调节传感网络的拥塞。     

无线传感器网络中逐级递推的流量控制机制

随着传感器网络负荷的增加,拥塞将会导致网络性能的大幅下降。采用基于反馈的无线传感器网络流量控制机制,通过对拥塞节点的前一跳节点进行流量控制,来实现控制流入拥塞节点的流量大小,平衡经过拥塞节点流量的流入和流出速率,在很大程度上改善了网络性能,提高了网络服务质量。     

传感网中对抗恶意节点的博弈论分析

无线传感网作为应用广泛的多跳自组织网络,由成百上千资源有限的传感器节点组成.当网络数据传输时,若节点的通信负载超过其可用带宽,则会发生拥塞,使得传输不可靠,尤其在无线传感网特殊的工作环境中,当有恶意节点存在时会更严重.为此,引入博弈论,对有恶意节点存在的传感网进行研究,分析节点行为,建立博弈模型,给出实现步骤和验证方案,综合理论分析和仿真结果,获得节点最佳策略,达到网络拥塞避免的既定目标.     

无线传感网络中拥塞控制与路由的跨层设计:分布式牛顿法

无线传感网络应用广泛, 其性能与路由选择和拥塞控制密切相关. 致力于拥塞控制与多径路由的跨层优化, 以实现在链路容量受限和节点能量受限情况下的无线传感网络效用最大化. 针对对偶次梯度算法具有收敛速度慢与信息交互量大等缺陷, 设计了具有二阶收敛性能的分布式牛顿算法来实现网络效用最大化. 通过矩阵分裂技术, 实现了只需单跳信息交互的牛顿对偶方向的分布式求解方法. 仿真结果表明, 分布式牛顿算法的收敛性能显著优于对偶次梯度算法.     

交通信息采集中WSN拥塞控制算法研究

为了提高交通信息采集系统中无线传感网络数据传输可靠性和实时性,提出一种高性能拥塞控制(HPCC)算法。针对单一拥塞检测无法准确预测网络负载情况问题,该算法根据队列占用率和拥塞持续时间定义拥塞预知状态指数,并通过对拥塞状态指数的判断,来准确预测拥塞趋势。为了避免最优路径失效导致网络瘫痪的问题,该算法基于TOPSIS理论思想构建选择模型,在拥塞节点周围建立临时最佳路径进行分流调节并将节点拥塞程度、剩余能量、距离原路径跳数以及信道接入率作为下一跳节点选择依据。实验结果表明,该算法能有效准确地检测拥塞,减小延迟,降低了网络能耗,保证数据的逼真度。     

基于能耗信任值的无线传感网络克隆攻击检测方法

为避免无线传感网络信息传输时被黑客克隆攻击，导致数据传输质量下降，在能耗信任值的基础上，提出一种无线传感网络克隆攻击检测方法。根据无线传感网络节点拓扑图，建立无线传感网络节点能耗模型，计算接收端和发送端在信息传输时所消耗的能耗。以簇内成员节点信息路由表为依据，利用簇头节点对每个成员节点的ID、Postion和剩余能量值展开初期检测、能耗信任值计算和数据融合。基站端通过对簇头节点路由信息和融合后的信息进行检测的方式，完成对整个无线传感网络的克隆攻击检测。仿真分析结果表明，所提方法具有较高的检出率、数据包投递率以及较低的时延和能耗，取得了较理想的攻击检测结果。     

基于信道随机干涉博弈机制的移动传感网安全传输算法

为解决移动传感网安全传输领域存在的网络传输带宽较低、节点抖动现象难以控制等不足,提出了一种基于信道随机干涉博弈机制的移动传感网安全传输算法。首先,根据移动传感网覆盖存在的冗余特性,采取信道频率干涉机制对信道信噪比予以精确评估,以降低信道干涉对传输的不利影响,进而消除冗余数据并增强节点数据传输能力。随后,基于博弈退避机制提出了时间匹配方法,利用最低信道信噪比模型对节点数据传输周期予以调控,降低因数据重传输导致的网络拥塞,从而降低节点抖动发生频率。仿真实验表明,与常用的高效均衡分布机制的移动传感网安全传输算法和异构能量预测机制的移动传感网安全传输算法相比,所提出的算法具有更高的传输带宽及更低的网络节点累计抖动频次。     

基于滑模变结构的无线传感器网络跨层拥塞控制

基于滑模变结构机制,讨论了节点级和链路级同时发生拥塞情况下的无线传感器网络跨层拥塞控制问题.对于节点级拥塞和链路级拥塞分别提出了准滑模控制策略.链路级拥塞采取节点输出流量最小的数据包优先进行传输的原则,实现了拥塞控制的跨层设计,大大降低了各节点排队时间,能够有效缓解拥塞的发生.仿真结果表明,该算法实现了较高的吞吐量和较低的延迟,提高了整个网络的服务质量.     

无线传感网络任务分配的能效性控制策略

无线传感网络包含大量密集分布传感节点,各节点测量产生大量数据给传输、存储、管理和分析带来困难,无线传感网络能源不可更换性限制了网络寿命.本文提出基于熵理论和欧式距离的网络能耗评价指标,采用对等(peer-to-peer,简称P2P)计算方法,利用基于蚁群智能的能效性优化任务分配控制策略,针对中心节点工作状态、传输能耗和网络寿命实现动态实时任务控制分配,完成多中心节点并行计算,提高网络工作效率,节约能耗.实验表明基于蚁群智能的能效性任务分配控制策略能实时有效地缩短无线传感网络计算时间,减少网络能耗,提高网络寿命.     

基于能量感知的无线传感器网络Sink节点移动方案

节点能量直接影响无线传感器网络的寿命。为此,从保存节点能量角度入手,结合最大容量路径路由协议,提出基于能量感知的Sink节点移动方案EASM-INL,以最大化提高网络寿命。在EASM-INL方案中,传感节点依据电量水平调整传输范围,当电量下降时缩短传输范围,从而保存电量。 Sink节点收集传感节点的电量数据,计算最大容量路径。只要有一条路径容量值小于门限值, Sink节点就计算正东、南、北、西4个方向上的最大容量值,并沿最小值所在方向移动。仿真结果表明,与同类节点移动方案相比,EASM-INL方案可有效延长网络寿命。     

基于云模型的无线传感器网络拥塞及速率控制策略

针对无线传感器网络拥塞带来的网络丢包、能量损耗等问题,提出了一种基于云模型的无线传感器网络拥塞及速率控制策略。节点周期性地计算本地队列拥塞度,利用云模型的模糊随机性控制速率调节因子来决策节点输入速率,再通过公平性策略进行上游节点及本地速率分配。仿真实验结果表明,本文的拥塞及速率控制机制具有良好的公平性和节能性,能够有效缓解网络拥塞,降低网络丢包率,延长网络寿命。