基于路径损耗的WSN能量意识拓扑控制算法

为延长无线传感器网络(WSN)中节点的生命周期及均衡节点负载,在PLBD算法的基础上提出一种基于路径损耗的能量意识拓扑控制算法PLEATC。该算法使用损耗链路作为度量标准,同时考虑转发节点的剩余能量状况,避免网络中部分节点因负载过重而导致能量提前耗尽。仿真结果表明,用PLEATC算法构建的拓扑能够保证网络的连通性和健壮性,并延长网络寿命。     

基于RSSI均值的无线传感器网络拓扑控制算法

针对采用接收信号强度指示(RSSI)值构建拓扑存在误差的不足,提出一种分布式拓扑控制算法RTC。该算法基于RSSI均值计算节点间双向路径损耗,从而判断两节点间是否存在每跳通信链路代价都小于直接通信链路代价的两跳路径,以构建局部优化拓扑。理论分析了算法的通信复杂度和网络连通性,仿真分析了其节能特性,结果表明RTC在降低网络能量消耗的同时延长了网络生命周期。     

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

一种最大化Ad Hoc网络生存期的拓扑控制算法

如何延长无线自组网生存期是拓扑控制技术研究的重点.根据无线自组网通信的特点,基于目前使用最广泛的网络生存期定义和能耗模型,综合考虑节点的发送和接收功耗,通过分析网络生存期与节点通信距离、电路损耗及节点负载量的关系,得出拓扑控制与网络生存期的关系.在此基础上提出延长网络生存期的分布式拓扑控制算法MLTC.网络中每个节点收集其邻居节点信息,分布式构建具有最长路径生存期特性的局部生成子图,并选取覆盖所有最优相邻节点的最小发射功率为此节点的发射功率.算法在保证网络连通性与无向性的同时,使得节点能用最小功率构建保存了原图最长生存期路径的子图.理论分析和仿真实验结果表明,MLTC算法在不同的发送和接收功耗比下均能有效延长网络的生存期.     

矿井巷道ZigBee无线传输特性研究

在地下平直巷道内模拟井下环境,对矿井ZigBee无线传输特性进行了实验研究。首先选用路径损耗系数模型作为矿井巷道无线传输模型,然后采用两个GAINZ节点分别测试了不同距离下接收信号强度指示的波动性及其受障碍物的影响特性、节点间距不同时的收包率、节点间距不同时的接收信号强度指示值。由测试结果分析得,在平直巷道内,所选取的路径损耗系数模型是可行、准确的,即可用接收信号强度指示来进行测距及定位;平直巷道内的节点间距为30~40 m时,通信是可靠的;路径损耗系数模型在实际矿井巷道内应用时需重新设置参数。     

空间激光通信网络拓扑算法设计与仿真研究

研究自由空间激光通信网络移动节点的拓扑控制问题,针对特定场景空间激光通信自组织网络提出一种基于集合划分的启发式拓扑算法.根据空间节点的位置姿态信息和激光建链的约束条件计算节点间的可连接关系及链路稳定度,通过启发式迭代生成较优的全连通稳定拓扑,实现所有节点间的网络层通信.所提算法不仅可优化网络直径,还可在遇到链路断开时,...     

Ad Hoc 网络中改善拓扑控制性能的移动控制算法

在无线Ad Hoc网络中,拓扑控制算法能够使节点的传输功率小于最大传输功率,从而可以节省网络能量,提高网络容量.由于节点分布的随机性,在节点较为稀疏的区域,拓扑控制算法存在着局限性,因而提出了移动控制算法来改善拓扑控制算法的性能.在保证网络连通性的前提下,算法首先根据收集到的信息,通过构造网络最小生成树确定较长的通信链路,并移动网络中的部分节点使这些链路缩短,从而显著减小网络中较大的通信半径,提高了拓扑控制的性能.仿真实现了PMST-P,PMST-UV和LMST-LUV这3种移动控制算法,并对它们的性能进行了讨论和相互比较.     

异构无线传感器网络支配集拓扑控制算法

采用最小连通支配集的理论,研究异构无线传感器网络拓扑结构的优化问题.针对传感器节点的通信能力异构特性,综合通信链路质量、节点传输范围与剩余能量,构建起一种度量异构节点能量有效性的区域能量消耗率函数.利用该函数判断通信区域的能耗速率并确定支配节点的选择,设计了一种最小连通支配的分布式拓扑控制算法.实验结果表明,执行该算法构建起的网络拓扑具有通信链路可靠和能量利用高效的特点,能够大幅度提高异构无线传感器网络的生命周期.     

基于准瓶颈节点的干扰优化拓扑控制算法

干扰是严重影响Ad hoc网络的网络吞吐率主要原因之一。已有的基于网络链路和路径的局部干扰优化算法并未考虑网络中准瓶颈节点对网络干扰的影响,准瓶颈节点不仅影响网络的吞吐率,还可能破坏网络的连通性。利用分布式算法找出准瓶颈节点,构建链路干扰度的本地最小生成树,提出一种新的干扰优化拓扑控制算法（Quasi-bottleneck node-based Interference-optimization Algorithm,QIA）,有效地降低准瓶颈节点对网络的干扰。仿真实验结果表明,QIA算法在保证网络连通性的前提下,降低了网络干扰。该算法同经典干扰优化拓扑控制算法相比,网络吞吐率提高了约10%~30%。     

基于拓扑结构感知的节点多属性网络映射算法

针对当前节点多属性网络链路映射长度较长、网络请求接受率和收益开销较低的问题,提出基于拓扑结构感知的节点多属性网络映射算法.根据无向图描述节点多属性网络映射问题,采用拓扑结构感知,构建节点多属性网络模型和节点链路映射评测指标,利用回溯算法,计算sumTR值,获得备选网络节点集合.使用子区域作为物理节点映射区域进行资源分配,按照映射优先级排列网络节点依次映射,分析节点多属性,使用最短路径算法,排序跳数最小链路映射,实现节点多属性网络映射.实验结果表明,所提算法能够有效缩短链路映射长度,提高网络请求接受率和收益开销.     

Received signal strength based positioning for multiple nodes in wireless sensor networks

We address the problem of locating multiple nodes in a wireless sensor network with the use of received signal strength (RSS) measurements. In RSS based positioning, transmit power and path-loss factor are two environment dependent parameters which may be uncertain or unknown. For unknown transmit powers, we devise two-step weighted least squares (WLS) and maximum likelihood (ML) algorithms for node localization. The mean square error of the former is analyzed in the presence of zero-mean white Gaussian disturbances. When both transmit powers and path-loss factors are unavailable, two nonlinear least squares estimators, namely, the direct ML approach and combination of linear least squares and ML algorithm, are developed. Numerical examples are also included to evaluate the localization accuracy of the proposed estimators by comparing with two existing node positioning methods and the Cramér–Rao lower bound.     

一种新的基于ZigBee技术定位算法

经典定位算法计算过程复杂需占用大量系统资源,当需要定位大量节点时,系统将会丢失部分人员定位信息,大大影响了定位的实效性;针对上述问题,提出了一种基于ZigBee的权值算法,该算法通过基站获得的接收信号强度指示值(RSSI),与人员节点发射功率的函数关系得出一个接收信号强度值(RSS),根据RSS值与距离的关系实现人员的定位;新算法阐述了如何利用几个已知节点的位置来计算未知节点的位置;经过130个节点的测试,其定位误差为2～6m,测试结果表明该算法与经典定位算法相比,具有系统资源占用少,可靠性、实时性和精度高等优点。     

基于UKF-RSS在线建模的WSN节点跟踪定位算法

在传感器网络中（WSN）锚节点负责接收GPS定位信号,但其使用寿命受能量约束,为了提高传感器网络的生存周期和定位精度,提出基于无迹Calman滤波（UKF）和传感器网络锚节点RSS在线建模的WSN定位算法,实现高效资源管理和利用方式。该算法主要包括位置预测和目标定位两个步骤,利用UKF算法对目标节点的下一位置进行预测,选择开启距离预测位置最近的几个锚节点,关闭无用锚节点,有效降低网络能耗。利用锚节点之间相互信号强弱基于RSS对开启锚节点周围的距离与RSS信号强弱关系进行建模,降低RSS算法对环境的依赖度。实验结果表明该算法能够有效对锚节点的开启/睡眠进行管理,并可降低环境依赖性,从而实现负载均衡降低能耗和提高定位精度的效果。     

无线传感器网络层次型拓扑结构控制

无线传感器网络拓扑控制是在满足网络覆盖和连通度的前提下,通过骨干网节点选择,剔除节点之间不必要的无线通信链路,生成一个高效的数据转发网络拓扑结构。层次型的拓扑结构控制利用分簇机制,让一些节点作为簇头节点,由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网,其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块,进入休眠状态以节省能量。研究了改进的GAF虚拟地理网格分簇算法和TopD isc成簇算法。     

一种基于改进蜂群算法的网络重构技术

空间信息网络在给定拓扑结构和资源受限的情况下,卫星节点间如何优化链路选择,重构网络拓扑结构,使得升级后的空间信息网络具有良好的抗毁性,是非常具有研究价值的问题.本文针对空间信网络拓扑重构问题,综合考虑卫星节点之间的可见性、可连通时间和可连通度等约束条件,建立了卫星网络拓扑链路模型和节点模型并提出基于改进蜂群算法的空间信息网络拓扑重构算法.仿真实验表明,该算法在资源受限的情况下,能够兼顾改善网络的有效性和抗毁性,有效延长网络的生存时间.     

Topology Dissemination for Reliable One-Hop Distributed Hash Tables

Many distributed hash tables (DHTs) resolve lookups in O(log n) hops, where n is the number of nodes. One-hop DHTs give lower lookup latencies and lower lookup failure rates. However, it is hard to maintain large, wide-area one-hop topologies. We contribute aecast, a new topology dissemination algorithm for one-hop DHTs. It avoids expensive repair mechanisms and critical points of failure in existing one-hop DHTs. When a node discovers by anti-entropy that it has missed a topology update, it initiates "controlled flooding,rdquo sending the update to nodes in the multicast tree that also missed the update. We compare aecast with a widely cited epidemic multicasting algorithm, pbcast, by analysis and simulation. Aecast gives at least fivefold fewer out-of-date nodes on average within one round of a topology update. We support it with a fault-tolerant topology agreement protocol, so that only legitimate topology changes propagate throughout the overlay. Consequently, we argue that one-hop DHTs deserve greater attention for Internet applications in which reasonably reliable nodes carry high lookup loads.     

Energy-aware weighted graph based dynamic topology control algorithm

In this paper a new energy-aware weighted dynamic topology control (WDTC) algorithm is proposed to extend the lifetime of wireless network and balance the nodes’ energy consumption. The idea is that each node builds its local minimum spanning tree (MST) based on the energy-aware weighted graph and the network topology is adjusted accordingly. It was proved theoretically that the topology under WDTC algorithm could preserve the network connectivity and a sufficient condition for the degree of no more than 6 was also given. Simulation shows that WDTC algorithm can effectively prolong the network lifetime and has good topological features.     

WSNs中基于梯度场拓扑控制算法的维护更新

在无线传感器网络( WSNs)中,为了能有效降低生成簇的簇树高度,需要设计可以限制节点到基站最小跳数的分簇算法,介绍了一种基于梯度场的拓扑控制算法(ETBG),并针对该算法中由新节点加入或节点死亡引起的拓扑结构变化的情况,给出其维护和更新算法,使该算法具有更好的可扩展性和自恢复能力,最后通过Matlab仿真验证算法的有...