基于节点运动信息的链路稳定路由设计及其仿真分析

为MANETs路由构建了通过节点运动数据来实现的链路稳定路由LDPR,利用节点运动信息对链路生存时间进行初步预测,同时加入了双路由结构。采用LDPR路由来估计二个节点的链路连通时间时需考虑二个节点相对速度矢量。LDPR路由先对链路生存时间进行预测,确保链路发生断开前使备份路由处于工作状态。在路由被建立后,利用源节点来计算路由生存时间。参数优化结果得到:当节点数上升后,路由的开销率也不断增大,吞吐量发生了减小,传输时延也更大。相比较AODV路由,LDPR路由的开销率以及传输时延都较低,吞吐量较高,可见提出的LDPR路由运行效率更高。     

一种基于混合运动参数的移动自组织网AODV协议

在移动自组织网中由于节点的移动性引起网络拓扑变化，成为影响网络性能优劣的关键因素。在反应式路由算法的基础上，提出了一种基于节点位置、速度与方向混合参数的路由协议AODV-PVD(AODV Routing Protocol based on Node Position, Velocity and Direction)以衡量链路稳定性并预测链路持续时间。在路由发现阶段，根据节点的混合运动信息，使用节点筛选机制排除相对不稳定的链路，并通过节点相对移动速度预测链路持续时间，为数据传输选取稳定且路径较短的路由。NS2仿真结果显示，相较于按需距离矢量路由AODV(Ad Hoc On-demand Distance Vector)及现有改进协议，AODV-PVD路由协议可以获得更好的分组投递率、端到端传输时延和吞吐量性能。     

移动Ad Hoc网络中基于链路质量预测的多路径源路由算法的研究

在移动Ad Hoc网络中,数据传输的端到端延时是衡量网络性能的重要指标[1],为了减少因节点移动而导致的链路中断,本文提出了一种基于底层信号质量进行路由状态预测的多路路由算法,它改进DSR路由的单一路径传输方式,减少路由发起的次数,仿真实验证明该算法改善了数据传输的端到端延时,并减少了路由控制开销。     

无线Ad Hoc网络中AODV路由算法的改进研究

无线Ad Hoc网络是一个临时多跳的自治系统。网络中各节点地位平等,既可以做主机也可以做路由器。Ad Hoc网络有着广泛的应用,已成为当前研究的热点之一。由于Ad Hoc网络拓扑结构频繁变化,本文提出了一种改进的AODV路由协议——R_EAODV。R_EAODV路由协议通过查看每个节点的剩余能量进行链路修复。通过仿真我们发现R_EAOD在分组传送成功率、平均端到端时延、路由开销等性能方面都得到有效的改善,特别是当节点能量不足时进行链路修复以发现新的路由,更适用于拓扑结构变化快的网络环境。     

MDYMO：一种新的Ad Hoc按需多路径路由协议

移动Ad Hoc网络(MANETs)是一种资源受限、拓扑结构不断动态变化的网络。很多Ad Hoc路由协议的研究都是集中在如何建立一条源节点到目的节点的单路径路由上,但是,使用多路径路由能够显著提高网络性能。基于DYMO协议进行了适当修改,提出了一种新的多路径路由协议——MDYMO。通过在NS-2下进行仿真测试,表明多路径不仅可以减少时延,而且能够降低网络中路由报文的传输数量。     

基于蚁群的Ad Hoc网络多路径路由的改进

在大规模的Ad Hoc网络中,带宽有限,并且节点移动会引起链路频繁中断,从而导致传输时延较大。针对这些缺点,文中提出了加入了链路失效预测的蚁群多路径路由算法LA-ACO （ Location Aided ACO）。通过蚁群算法的分布式计算来寻找多条路由,并利用多路径路由来进行数据包的负载平衡,同时进行链路失效的预测,利用蚁群的正反馈机制完成快速主动路由修复。在仿真得到的结果中可以发现,该算法有较好的寻优能力,并且适应于Ad Hoc网络的拓扑多变化的特性。     

一种安全的Ad Hoc网络路由协议SGSR

Ad Hoc网络作为一种无线移动网络,其安全问题,特别是路由协议的安全备受关注。针对现有适合移动Ad Hoc网络的链路状态路由协议GSR无法防范恶意节点伪造、篡改、DoS攻击的现状,本文提出了一种在移动Ad Hoc网络中抵抗单个节点恶意攻击的安全路由协议SGSR,给出了认证协议的形式化证明,并对路由协议进行仿真和性能分析。     

无线Ad Hoc网络中AODV路由算法的研究与改进

无线Ad Hoc网络是一个多跳的、临时的、对等的自治系统,它由一组带有无线收发信装置的移动节点组成.由于在军事通信、紧急救援、传感器网络等通信场合的广泛应用,无线Ad Hoc网络成为当前研究的热点之一.针对无线AdHoc网络中AODV路由协议算法在网络拓扑结构改变后出现的性能缺陷,提出了一种改进后的AODV路由协议M_EAODV,通过设置多条备份路由来减少链路修复.仿真结果表明,改进后的AODV在分组传送成功率、平均端到端时延、路由开销等性能方面都得到了有效改善,能够在链路中断后迅速启用备份路由,更适应于拓扑结构变化快的网络环境.     

基于AODV协议的路由预测及预修复

针对移动Ad Hoc网络中节点链路断裂、路由需要不断进行维护的问题,在按需距离矢量路由(AODV)协议基础上结合链路质量指示器,添加对节点电池电量的监测功能,根据节点剩余能量进行路由预测及预修复,在对链路状况提前做出判断的基础上及时进行路由切换,避免路由频繁中断.仿真表明,改进协议提高了数据包投递率,降低了端到端延迟时间,使网络更加稳定高效.     

移动Ad Hoc网路AODV路由协议的改进

针对移动Ad Hoc网络AODV路由协议的路由维护的缺点,提出了AODV-BR路由协议,即具有备份路由的AODV路由协议。新协议通过为网络中的连接链路增加一条备份路由提高了AODV路由维护的性能。仿真实验表明AODV-BR有效减少了网络中链路中断的数量,降低了丢包率。     

基于遗传算法的移动Sink数据采集信宿路算法

数据收集是部署无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)基本目的。而采用移动Sink方式收集节点数据是解决数据收集效率的有效措施。为此,提出基于遗传算法的移动Sink数据采集算法GMSDC(Genetic algorithm-based Mobile Sink Data Collecting)。GMSDC算法利用遗传算法求解最佳驻留点,再由这些驻留点构建Sink移动路径。仿真结果表明,相比于EDAMS算法,GMSDC算法增加了数据收集量。     

移动无线传感网的移动感知路径选择算法

为解决稀疏网络环境下移动传感节点的区域全覆盖和数据传输问题,提出一种移动无线传感网的移动感知路径选择算法(MSPS)。在MSPS算法中,用数学公式表示邻居网格集合、区域覆盖率、数据传输时延、节点平均能耗等参数。采用机会路由算法进行数据传输,并建立能保证全覆盖监测区域且权衡数据传输时延、数据传输率和节点平均能耗的移动路径选择优化模型。提出到目标网格的路径寻找方法、初始染色体的确定方法和染色体适应度值计算方法。最终提出修正的多种群遗传算法求解优化模型,获得移动传感节点的最优移动方案。仿真结果表明:不管监测区域内是否存在障碍物,MSPS算法都能提高数据传输率,降低数据传输时延和节点丢弃的总数据量。在一定的条件下,MSPS算法比SGA、TCM_M、RAND_D和RAND算法更优。     

优化极限学习机算法及其在力信息解耦中的应用

高性能解耦算法有助于提高多维力传感器的检测精度。针对传统非线性解耦算法存在精度较低等缺点,对极限学习机算法进行了优化和改进,并将其应用于多维力信息解耦。在基于粒子群和遗传算法两种改进极限学习机算法(PSO-ELM、GA-ELM)的基础上,提出了一种基于天牛须算法的改进极限学习机(BAS-ELM),天牛须算法针对极限学习机隐含层节点参数的每一维进行逐步的优化,使得整体损失函数最小。为验证算法性能,本文以六维力/力矩传感器为实验对象,将各类改进算法应用到力/力矩传感器的非线性解耦中,通过解耦实验可知,与其他算法相比,BAS-ELM解耦精度更高、收敛时间更短,对于非线性解耦具有更强的适应性。     

阻抗匹配抑制时差式气体超声波流量计零漂

时差式气体超声波流量计在测量时现会出现零漂过大的问题,导致整体系统计量准确度不高。针对这种情况,提出了一种通过匹配流道中同一探头在发射状态下的输入阻抗和接收状态下的输出阻抗来抑制零漂的方法。利用贴片电容抬高信号激励端的阻抗,使之脱离与地虚短的状态,避免同一探头在发、收状态切换时的电路结构变化。保持探头谐振频率不变,使超声波探头发收电路固有延时在顺、逆流测量时相等。利用互相关法使顺逆流信号中固有延时相互抵消,实验结果表明,阻抗匹配有效抑制了零漂,20℃时零点误差被抑制在0.000 48 m3/h内,符合1.5级气体流量计国家标准。     

基于单壁碳纳米管的压阻式柔性传感器

一维纳米材料与微结构结合的纳器件制造过程,实现了微纳加工工艺上的创新升级,有可能突破微米级器件的性能极限。首先利用传统的硅微加工技术,在综合性能优异的聚酰亚胺PI(Polyimide)薄膜上制作金(Au)微电极,形成排列有序的平行电极对;然后通过交流介电电泳的方法在微电极对间实现单壁碳纳米管SWNTs(Single-Walled Carbon Nanotubes)一维定向排布;接着采用区域选择性电沉积技术定域沉积Au压覆SWNTs,改善SWNTs与电极的接触特性。最后,针对基于SWNTs的柔性微纳传感器进行了力电特性测试。结果表明:在环境温度为(23±5)℃,湿度为65±15%RH,0.1 V工作电压下,压阻因子约为443,精度约为5.16%。上述研究结果在柔性微纳器件的制作方面显示了一定的应用前景,为实现超微型化和高功能密度化的柔性器件铺平道路。     

基于节点速度和能量的MPR节点集选择

考虑到无人机群在协同完成任务时对时延的高要求,选用先验式路由协议OLSR(Optimized Link State Routing)协议。但无人机自组网中无人机节点高速移动和能量有限的特性,使得OLSR选举出来的MPR(Multi-Point Relay)节点可能会因此而丧失MPR资格,从而导致时延增加,网络开销增大。针对该问题,提出一种基于节点速度和能量的MPR集选择算法,运用HELLO分组在邻居探测的过程中感知节点能量和速度,之后在MPR选举前根据节点速度和能量对一跳邻居进行预处理,从而使速度快能量低的节点永不成为MPR节点。排除掉节点后,在节点意愿值相同的情况下再次对节点的速度和能量进行加权计算,选出最优MPR节点。仿真结果表明,基于节点速度和能量的MPR集选择算法在时延、吞吐量、节点能量消耗三个指标都具有良好的特性。     

基于多传感器的室内三维定位算法研究

针对消防员在日常救援过程中难以准确获知自身位置坐标的问题,采用姿态传感器和气压计,提出一种室内三维定位算法(ITPA)。在ITPA算法中,根据加速度的幅值均方根、加速度的幅值方差和角速度的幅值均方根,实现过零监测,从而获知消防员的行走步数。根据气压计的数据,采用高度获取,卡尔曼滤波和异常数据处理等操作,获知消防员的高度,并判断其移动行为。通过二维移动距离计算和位置获取操作获知二维坐标。根据消防员的行为对其三维坐标观测值进行修正,并采用Kalman融合算法估计消防员的当前三维位置坐标。实验结果表明:在直行行走、楼梯行走和综合行走下,ITPA算法都能获得较接近真实路线的消防员室内三维位置,降低了算法的步数误差、距离误差和漂移误差,比FINS,IPNS和IPA3D算法更优。     

基于Wi-Fi通讯的大功率光功率计的研制

介绍了一种基于Wi-Fi无线通信技术的大功率光功率计的设计原理和实现方法。该光功率计以STM32为微控制器,采用热电堆探测器实现热电转换。它不但能通过ESP8266Wi-Fi模块支持与上位机实现无线通信,并且同时支持USB通信模式。该系统可以在0.19μm～15.0μm波长范围内实现100 m W～100 W激光功率的连续自动量程切换测量。该光功率计还具备了通过脉冲宽度调制(PWM)与0～5 V模拟信号电压输出方式去反馈控制激光器输出强度,以及外触发功能。测试结果表明,该光功率计不但可以很好地满足工程应用中大功率激光器输出功率的检测与控制,并且实现了基于Wi-Fi无线通信方式的移动式测量。     

基于随机噪声调制的新型隐蔽通信系统

在无线传感器网络中,为了实现信息的隐蔽通信,提出了一种基于随机噪声调制的新型隐蔽通信系统。隐蔽通信系统的二进制消息序列调制联合正态分布噪声序列的相关系数。作为隐蔽通信系统信号的联合正态分布噪声,叠加到传统数字通信系统调制器的输出。在接收端,相关系数的估计值经过硬判决之后恢复出隐蔽系统的的二进制消息。所提出方案的关键问题,例如信道估计和符号同步,则由传统的数字通信系统解决。从理论上推导出了隐蔽通信系统的误码率。仿真结果表明,所提出的系统具有较低的误码率性能,且与理论值一致。     

面向物联网的可见光近场通信方法研究

为了满足物联网应用中边缘感知系统信息交互的需求,可以采用传输便捷、功耗较低的近场通信方法。然而,传统的近场通信方法基于电磁波的广播通信,广播通信存在着安全性的先天不足。针对这一安全问题,使用移动设备上的可见光传感器实现了一种面向物联网的可见光近场双工通信系统。在该系统中,上行链路和下行链路采用不同的传感器模块进行数据传输。上行链路由环境光传感器感知光强变化完成数据接收,并且针对可见光源信号不稳定的特点,提出了一种基于可见光通信的状态转化调制STM(State Transaction Modulation)策略。在下行链路中,采用图像传感器扫描移动设备屏幕实现数据传输,并提出了一种能耗自适应的信号传输方法降低下行链路的能量开销。实验结果表明,在上行链路中,STM调制的传输速率高于PWM和PIM调制且能耗大幅降低,在传输序列有重复的情况下吞吐率亦优于DH-PIM调制。