一种无线传感器网络分布式加权容错检测算法

针对无线传感器网络的容错事件区域检测问题,提出一种分布式加权容错检测算法。考虑"邻域的邻域"的容错范围,首先利用邻域节点与其周围节点的信息交换,对邻域节点的状态值进行估计,然后采用加权容错方法对邻域节点的估计状态值进行加权综合,完成对中心节点的错误检测。仿真结果表明,该算法在传感器网络初始错误率达到20%的情况下,仍能够检测和纠正90%以上的错误。相比其他算法,该算法具有较高的错误检测精度,极大改善了事件发生区域边界节点的纠错问题,且算法运行时整个网络所消耗的能量适中。     

传感器网络中一种能量高效的数据收集算法

为了在无线传感器网络中降低能耗和最大化网络生存期,提出一种能量高效的数据收集算法(energy efficient data gathering algorithm, EEDGA)。该算法利用移动代理模型在网络中进行数据收集。首先,EEDGA根据监测精度的要求控制活动节点的数量;然后,通过求最小支配集得到具体的工作节点;最后,利用蚁群算法规划移动代理迁移的最优路线,移动代理以渐进方式收集活动节点的监测数据。仿真结果表明,与典型算法相比,该算法具有更低的能耗和更长的网络生存期。     

基于自适应遗传算法的传感器网络数据融合算法

能源有效性是无线传感器网络(WSN)路由算法设计要考虑的首要问题,数据融合可以通过合并冗余数据而有效地节约能耗.提出了一种基于自适应遗传算法(AGA)的WSN数据融合算法,基于移动代理(MA)对Sink节点发出兴趣代理报文和目标节点发出数据代理报文进行转发.采用AGA求出MA最优路由节点序列,通过把WSN均匀分割为多个大小适当的二维网格,形成AGA的初始群体.仿真结果表明,随着网络规模增大,和局部最近邻优先算法(LCF)相比,该算法有更小的网络能耗和延时.     

采用属性相关分析的异常数据检测方法

为了发现数据库中的异常数据,提出了两个数据项集之间相关可信度的新概念,并研究了基于该度量的异常数据检测规则的计算算法,产生的规则适合于离散型属性孤立点的检测。在计算检测规则中,最小相关可信度阈值不需由用户指定,而是根据1〖CD*2〗数据项集的频率确定;利用相关可信度的性质,可以减小检测规则计算算法的时间复杂度。实验结果表明,采用该方法计算获得的相关规则进行异常数据检测,不仅效率较高,而且检测的准确率、查全率也较高。     

复杂地形下传感器网络中传感器的放置模型与算法

有效的传感器放置能改善网络覆盖、减小网络中的通讯量,是传感器组网过程中必须解决的关键问题.研究和分析了不同网格结构的性能,建立了用于传感器放置的地形模型,提出了-种基于矢量地图数据的传感器放置算法.算法以优化传感器数目为目标,将传感器放置在能带来最大有效变化的网格节点上.仿真实际表明,与现有传感器放置算法相比,算法具有更高的效率.     

WSN中基于分布式机器学习的异常检测仿真研究

安全问题是无线传感器网络应用的关键问题之一。设计了一种基于分布式机器学习的异常检测方案。该方案利用K最近邻算法对传感器网络节点进行分簇,时簇内节点的异常检测采用贝叶斯分类算法,对簇头节点的异常检测采用基于平均概率的方法。利用网络仿真工具NS2构建了入侵检测规则、模拟了网络攻击场景,在此基础上,通过仿真评估了方案的检测率、平均检测率、误检率和平均误检率等性能。仿真实验结果表明,该方案与当前典型的无线传感器网络入侵检测方案相比具有较高的检测率和较低的误检率。     

多传感器网络目标检测方法综述

在并行拓扑结构下,从系统级的角度对多传感器网络目标检测方法进行综述,将似然比检测归纳分类为统计量(决策统计量和融合统计量)的确定和门限(决策门限和融合门限)的求解两部分,并分别展开论述。在硬决策融合系统统计量确定方面,分别归纳了理想信道、非理想信道条件下,不同融合统计量构成检测器的检测性能优劣,并通过仿真试验对比分析了不同融合统计量的检测性能;在软决策融合系统统计量确定方面,归纳了软决策融合系统中局部传感器节点性能度量方式,并对比分析了局部传感器节点决策空间划分方法;在门限求解方面,将门限求解方法归纳总结为逼近法、迭代法、蒙特卡罗方法,并分析比较这些方法的适用范围、优缺点等;最后,对多传感器网络目标检测进行了展望。     

无线传感器网络中基于网络编码的数据采集算法

为保证无线传感器网络数据的可获取性,提出一种基于网络编码的数据快速采集新算法。该算法根据最大距离可分码［n,k］生成矩阵中任意k个列向量线性无关的性质,借助网络编码信息线性组合的方法,将［n,k］生成矩阵的列向量分配给传感器网络的n个节点,作为其全局编码向量。传感器节点利用其分配到的全局编码向量,对收到的包含k个数据的环境信息进行线性编码,并将得到的码字存储于传感器节点中。基站进行数据采集时,只需随机采集k个节点存储的码字,即可根据任意k个节点全局编码向量的线性无关性译出环境信息,实现无线传感器网络快速有效地数据采集。     

传感器网络中基于链路层服务的最短路由算法

无线传感器网络中,链路通信质量随时空变化很大,并且有5%-15%的非对称链路存在。链路层服务不但可以发现邻居传感器节点,测量和预测邻居节点间的链路通信质量,而且还提供链路数据转发机制来减轻单向链路对其它协议的影响。利用链路层服务,采用分布式最短路由路径建立算法,为每个传感器节点建立了到汇聚节点的最短路由路径,然后从理论上分析了该算法的性能,最后在无线传感器网络模拟器TOSSIM上进行了模拟。实验结果表明,基于链路层服务的最短路由路径建立算法,不仅可以有效地避免建立断路由路径,还可以充分利用单向链路来建立更短的路由路径,有多于15%的传感器节点建立了更短的路由路径,路由跳数也减少了14%-100%。     

推广的多传感器数据融合算法

本文对工程实际中多传感器系统线性化后存在未知的系统误差，测量噪声具有指数衰减相关，且与状态噪声相关的问题，提出了推广的多传感器数据的分层融合算法和多传感器自适应数据融合算法，给出了计算流程图，可以对目标的状态进行实时估计，这两种算法对防空导弹体系制导雷达组网数据融合具有理论意义与实用价值。     

Improved Algorithm for Minimum Data Aggregation Time Problem in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks promise a new paradigm for gathering data via collaboration among sensors spreading over a large geometrical region. Many applications impose delay requirements for data gathering and ask for time-efficient schedules for aggregating sensed data and sending to the data sink. In this paper, the authors study the minimum data aggregation time problem under collision-free transmission model. In each time round, data sent by a sensor reaches all sensors within its transmission range, but a sensor can receive data only when it is the only data that reaches the sensor. The goal is to find the method that schedules data transmission and aggregation at sensors so that the time for all requested data to be sent to the data sink is minimal. The authors propose a 7△/log2｜s｜＋c, new approximation algorithm for this NP-hard problem with guaranteed performance ratio which significantly reduces the current best ratio of △- 1, where S is the set of sensors containing source data, A is the maximal number of sensors within the transmission range of any sensor, and e is a constant. The authors also conduct extensive simulation, the obtained results justify the improvement of proposed algorithm over the existing one.     

传感器网络中与节点位置无关的覆盖算法

在不能获取节点精确位置信息的条件下,现有的基于分组的节点调度算法不能保证各个组内的传感器节点均匀分布在目标区域,导致传感器网络难以获得较好的覆盖性能.提出了两种调度算法:与节点位置无关的集中式覆盖算法和分布式覆盖算法,在定位设施缺失的条件下,使得各个组内的传感器节点较为均匀地分布在目标区域.算法分析和仿真实验证明了算法的有效性.     

航空反潜中的磁探仪系统仿真研究

为提供航空反潜的技/战术模拟训练手段,研究了航空搜索磁探仪的仿真.通过分析磁探仪工作原理,建立目标探测的物理模型,得到了实用的仿真模型,给出了目标的发现判决算法;采用功能模拟的方法,着重模拟记录器操纵台的工作情况;采用半实物的方式,对人机交互界面进行实物模拟,按照与实装一致的逻辑关系进行各种控制;借助先进的DirectX多媒体开发包CDX,采用虚拟仪表的方法,在计算机显示器上实现了磁探仪的主要部件-记录仪的仿真.该方案适应实际训练及战术发展的要求,在相应模拟器上进行的模拟训练取得了预定效果.     

传感器网络MAC层协议实时性研究

针对实时性设备接入传感器网络的需求,研究了传感器网络MAC层协议的保证时隙传送(GTS)竞争与传送协议,对可能的延迟作了估计并通过Petri网进行了仿真。仿真结果认为,在星型传感器网络中,当每个设备需求GTS1个时隙的时候,同时接入网络的设备不能超过7个,否则延迟将无法满足一般实时性要求,超过28个设备的时候某些GTS请求就会被拒绝     

基于保守合并策略的复杂网络社区结构发现

为了有效的进行复杂网络社区结构发现,在CNM算法的基础上引进了一种具有额外头部节点的堆数据结构,在社区合并的过程中采用有偏的随机抽样方法,实现了较为保守的合并策略.随机合并算法的输出有更多的机会到达模块度函数的平台区域,在通常情况下其平均表现超过了原始CNM算法.在合成和真实的网络上验证了所提算法的可行性和有效性.     

多媒体传感器网络中服务感知的业务调度算法

作为传感器网络的高级形式，多媒体传感器网络在环境监控、安全监控以及医疗保健等诸多应用领域发挥重要作用。首先介绍一种提供区分服务的分簇传感器网络体系结构，进而提出一种服务感知的业务调度策略，使用非抢占的优先扳排队模型保障两类服务对时延的要求，以提供满足监控应用需求的QoS。理论分析和仿真试验证明了方法的有效性。较之其它典型方法，方法更适用于可提供区分服务的多媒体传感器网络。     

一种基于混合分类器的异常检测模型

针对网络的异常检测方法对未知攻击难以提供更多有用信息的缺点,提出一种基于分类器的异常检测模型。模型首先采用支持向量机对网络连接进行异常检测,然后将检测获得的异常作为输入进入聚类模块以得到其更多信息,其中聚类模块由自组织映射算法与信息获取算法共同完成。通过对检测到的异常进行信息获取的方法可以获得未知入侵的更多有价值的信息。最后应用kddcup99数据集进行仿真实验,实验结果表明,该检测模型具有较好的检测率和较低的误报率,并且该模型对于获得未知入侵的更多信息是有效的。     

无线传感器网络中多移动代理分组优化算法

在基于多移动代理的无线传感器网络中,源节点的编组方法是区别于单移动代理系统的核心研究问题。基于跳数的最小生成树原理,提出一种基于最小生成树算法的规划编组方式,通过对无向全连通图中边权值的测量和选取,简单而有效地控制网络中能量消耗与任务延迟间的平衡,从而获得高效的综合性能。最后通过大量的OPNET仿真实验验证了算法的可靠性。

Abstract：

In contrary to the single mobile agent system,the grouping methodology for source nodes is the key issue in multi-agent itinerary planning for wireless sensor networks.A novel approach was proposed based on hop-oriented minimum spanning tree.The scheme achieves flexible trade-off control between energy cost and task duration by dynamically selecting edge weights in the total connected graph.Extensive simulations have shown that the approach outperforms the existing works.     

基于正三角形剖分的传感器网络覆盖判定算法

覆盖问题是传感器网络研究中的一个基础课题,如何判定某个感兴趣的区域是否被一组给定的传感器节点覆盖,在传感器网络的许多监控应用领域中具有重要意义。提出了一种传感器网络中基于正三角形剖分的快速κ-覆盖判定算法和最大κ-覆盖问题的求解算法,新算法首先把感兴趣区域剖分为正三角形区域,从而将复杂的区域覆盖问题转化为简单的正三角形区域覆盖问题。理论分析与仿真实验表明,针对具有n个节点的传感器网络,新算法的计算时间复杂度为O（n）,低于已有算法O（nlogn）的计算时间复杂度。