基于序数势博弈的WSN拓扑控制算法

由于传感器节点能量有限且不易更换,故能量效率一直是制约传感网生存周期的重要因素。构建一种基于势博弈的拓扑控制(potential game topology control,PGTC)模型,将最短潜在寿命和节点度取值分别作为首要、次要效用函数。节点调整自身的发射功率,降低反向链路集中潜在寿命最短节点的发射功率,延长其潜在寿命,同时控制节点度取值以减小链路平均跳数和总能耗。理论分析可知,PGTC模型属于序数势博弈,存在纳什均衡,且纳什均衡点即为帕累托最优解。仿真表明,PGTC模型相较于其他基于博弈论的拓扑控制算法,网络总能耗更低,并且能量均衡性更强。     

基于和声搜索算法的WSN节点定位技术

节点定位问题是无线传感器网络中的最重要的基本问题之一。通过引入和声搜索算法来优化无线传感器网络中的节点定位计算,降低了测距误差的影响,提高了节点的定位精度;减少了计算的复杂度,加快了运算速度。仿真实验中通过与基于模拟退火、遗传算法的求解方法进行比较,结果表明定位计算技术在定位精度、运行性能方面的效果较好。     

WSN拓扑控制及其容侵问题研究

拓扑控制是无线传感器网络应用中的关键问题。本文首先详细分析了无线传感器网络拓扑控制的目标,并给出了用于研究无线传感器网络拓扑控制问题的网络模型,然后结合该目标与模型,将现有的拓扑控制方法分为功率控制、分层机制、轮值机制等三个类型,并对其进行了分析,最后针对几类已有协议的拓扑攻击方法进行分析并提出防范机制,指出容侵是其必然的研究方向。     

一种基于测距的无线传感网sybil攻击检测方法

提出一种基于测距的sybil攻击检测方法,各个节点通过测距找出各自邻居节点中可能为sybil节点的可疑节点,再通过邻居节点之间交换信息找出sybil节点。仿真实验表明,该方法具有如下特点：代价小,不要求高精度测距,准确性高,不引入特殊节点,不因特殊节点失效而使算法失效,不需全局信息。特别适合低成本,资源缺乏,工作在恶劣环境中的分布式无线传感器网络。     

基于TopDisc算法的WSN拓扑控制研究*

针对TopDisc算法构建的网络灵活性不强、重复执行算法的开销大、未考虑节点的剩余能量等问题,对其进行改进,并利用OPNET网络仿真工具进行了模拟。分析结果表明改进的TopDisc算法比原有算法有更好的节能性与稳定性。     

跨层优化的WSN能耗均衡拓扑博弈算法

由于无线传感器网络承载服务的多样性和工作环境的复杂性，使得基于单层信息设计的拓扑控制方法面临挑战。针对该问题，通过引入博弈理论和超模博弈的概念，将节点度、网络连通性和MAC层干扰程度等跨层信息融入到效用函数的设计中，构建了一种新的拓扑博弈模型，并证明了该模型属于超模博弈且存在纯策略纳什均衡，进而提出了一种跨层优化的WSN能耗均衡拓扑博弈算法（COETG）。通过仿真实验与对比分析表明，COETG算法能在保证网络连通性和鲁棒性的前提下，降低节点发射功率，拥有良好的能耗均衡性和能量效率，有效延长了网络生存时间，提升了网络性能。     

无线传感器网络中基于区组设计的密钥预分配方案

密钥分配是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一。在借鉴Blom的密钥预分配方案和区组设计思想的基础上,提出了一个新的密钥预分配方案。方案利用对称平衡不完全区组设计的分组方法,把密钥空间分成密钥空间组,以提高节点间的连通概率。分析表明,与其他的密钥预分配方案相比,该案具有较强的抵抗攻击的能力。     

基于节点度估计的三维WSN拓扑控制算法

为提高无线传感器网络性能均衡性,延长网络生命周期,对其三维拓扑控制进行研究。定义判断拓扑变化程度的节点度因数,构建评价网络综合性能的节点度估计模型,并提出基于该模型的拓扑控制算法,通过布置传感器节点、创建网络拓扑结构、生成数据传输链路和修正节点发射功率实现拓扑创建与优化。仿真实验和节点度因数、网络能量衰减、网络能效均衡性等对比结果表明,与LEBTC算法相比,该算法性能均衡性强,拓扑综合性能较好。     

连通性覆盖约束的WSN拓扑控制算法

本文从概率论角度分析了传感器网络平均节点度和通信丰径之间的关系,给出了网络满足连通性覆盖要求时所需的通信半径.在此基础上提出了一种基于本地平均算法LMA(Local Mean Algorithm) 新方案ILMA(Improved LMA).新方案的实施使得节点采用更低的功率工作,因此形成的网络拓扑的平均节点度大大减小,同时提高了网络的能量利用率.     

基于WSN在消防灭火救援中的定位算法研究

消防人员在火灾环境中的侦查救援工作非常危险,及时准确地获知消防人员的位置至关重要。无线传感器网络（WSN,Wireless sensor networks）具有跟踪定位功能,能有效缩短救援时间。文章针对消防救援环境中利用WSN定位技术实现消防人员跟踪定位,文章通过对WSN的典型定位算法进行分析比较,研究其适用性,并提出适用于该环境的定位算法。     

Distributed topology control algorithm on broadcasting in wireless sensor network

Topology control can enhance energy efficiency and prolong network lifetime for wireless sensor networks. Several studies that attempted to solve the topology control problem focused only on topology construction or maintenance. This work designs a novel distributed and reliable energy-efficient topology control (RETC) algorithm for topology construction and maintenance in real application environments. Particularly, many intermittent links and accidents may result in packet loss. A reliable topology can ensure connectivity and energy efficiency, prolonging network lifetime. Thus, in the topology construction phase, a reliable topology is generated to increase network reachable probability. In the topology maintenance phase, this work applies a novel dynamic topology maintenance scheme to balance energy consumption using a multi-level energy threshold. This topology maintenance scheme can trigger the topology construction algorithm to build a new network topology with high reachable probability when needed. Experimental results demonstrate the superiority of the RETC algorithm in terms of average energy consumption and network lifetime.     

无线传感器网络拓扑识别算法

获取无线传感器网络(WSN)的拓扑信息对于网络规划和管理具有重要意义。针对采用数据融合机制的无线传感器网络(WSN),证明了以某一节点的父节点的数据成功传输为条件时,该节点丢包的条件概率最小;以上述结论为基础,提出了一种新的WSN拓扑识别算法,仅以端到端的测量信息作为依据,可以在不增加网络负载、无需中间节点协作的情况下,获得准确的拓扑结构。NS-2仿真结果表明了该算法的有效性。     

无线传感器网络分簇拓扑控制算法

通过对经典的分簇算法HEED和EEUC进行研究与分析,对它们不足之处进行了改进,提出了一种新的基于双簇首节能的无线传感器网络分簇拓扑控制算法,即DCHEB算法。该算法提出了一种新的簇划分方案,通过此方案可以对无线传感器网络进行合理分簇,使得簇首节点位于合适的位置上,平均了各个簇的节点个数,可以避免簇内的边缘节点过早死亡。最后通过理论分析和仿真工具验证了该算法对减少无线传感器网络的能量消耗和延长其生存时间有很好的作用。     

大规模无线传感器网络自适应节能路由算法

在确保大规模无线传感器网络信息可靠传输的前提下,尽可能降低网络能量开销,提出了大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。针对长江三峡库区水质监测的具体应用环境,构建了网络模型,采用梯度型拓扑生成器生成网络拓扑,利用可以平衡负载的节能自适应算法进行最优路由选择,建立了应用于大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。在具有代表性的两种不同网络环境中,对该算法的节能效果进行测试,结果表明了算法的可行性和先进性;该算法能有效地将网络负载平均分配于整个网络中,减少网络的整体能量开销,延长整体网络的寿命。     

一种可自维护的无线传感器网络拓扑控制算法

在温室、救灾等环境监测过程中,无线传感器网络会因频繁发生自然故障和遭受恶意攻击而引起网络可生存性问题,针对这一问题提出了一种可自维护的具有抗毁性的拓扑控制算法。仿真结果表明,该算法能够简单有效地构建并维护容错拓扑结构,在节点失效时保证网络拓扑容错抗毁,使得无线传感器网络具有可生存的能力。     

一种基于分簇的分布式无线传感器网络拓扑控制算法研究

拓扑控制是无线传感器网络的一个重要研究方向。无线传感器网络中一般节点数量大,分布范围广泛且不规则,难以进行集中式控制。本文提出了一种基于分簇的分布式无线传感器网络拓扑控制(CDTC)算法。利用分簇思想将网络划分为可重叠的簇,簇内各节点按照局部最小生成树算法思想确定邻居关系,调整发送功率,生成合适的网络拓扑。仿真实验证明运行CDTC算法后,网络中节点平均发送功率明显减少,平均节点度较低,节点间干扰较少。     

一种能量高效的无线传感器网络拓扑控制算法

通过对现有拓扑控制算法的研究,针对无线传感器网络中节点能耗分布不均匀的问题,提出了一种能量高效的拓扑控制算法(EETCA)。该算法以均衡全局能耗为目标,综合考虑了节点的剩余能量、簇的规模、数据最优传输跳数等因素,避免了部分节点能量消耗过快,从而有效地均衡网络负载。仿真结果表明:EETCA在能耗均衡方面均优于原来的算法,延长了无线传感器网络的生命周期。     

A minimum-energy path-preserving topology control algorithm for wireless sensor networks

The topology control strategies of wireless sensor networks are very important for reducing the energy consumption of sensor nodes and prolonging the life-span of networks. In this paper, we put forward a minimum-energy path-preserving topology control （MPTC） algorithm based on a concept of none k-redundant edges. MPTC not only resolves the problem of excessive energy consumption because of the unclosed region in small minimum-energy communication network （SMECN）, but also preserves at least one minimum-energy path between every pair of nodes in a wireless sensor network. We also propose an energy-efficient reconfiguration protocol that maintains the minimum-energy path property in the case where the network topology changes dynamically. Finally, we demonstrate the performance improvements of our algorithm through simulation.     

Energy-efficient topology control algorithm for maximizing network lifetime in wireless sensor networks with mobile sink

Uneven energy consumption is an inherent problem in wireless sensor networks characterized by multi-hop routing and many-to-one traffic pattern. Such unbalanced energy dissipation can significantly reduce network lifetime. In this paper, we study the problem of prolonging network lifetime in large-scale wireless sensor networks where a mobile sink gathers data periodically along the predefined path and each sensor node uploads its data to the mobile sink over a multi-hop communication path. By using greedy policy and dynamic programming, we propose a heuristic topology control algorithm with time complexity O(n(m + n log n)), where n and m are the number of nodes and edges in the network, respectively, and further discuss how to refine our algorithm to satisfy practical requirements such as distributed computing and transmission timeliness. Theoretical analysis and experimental results show that our algorithm is superior to several earlier algorithms for extending network lifetime.     

基于蜂窝网络拓扑的无线传感网定位算法

针对无线传感网中DV-Hop定位算法过于依赖信标节点数量以及定位精度低的问题,提出基于蜂窝网络拓扑的定位算法(LABCNT).通过对网络中节点的有向筛选,选取满足特定条件的节点,构造一个蜂窝的网络拓扑结构,得到网络上节点的相对位置;根据拓扑结构中的第二个信标节点确定网络上节点的绝对位置;将已定位的节点升级为协作节点,采...