分布式网络中基于主动探针的测量策略算法

提出一种基于探测节点集合的探测策略算法(AMPD),并应用到测量策略中.该算法在探测节点部署阶段,充分考虑探针对重要节点和重要链路的覆盖作用.首先通过重要节点排序算法选出部分节点部署探针,然后从探针的直连链路、探针之间路径、待测量路径构成的链路矩阵中化简出基向量,用基向量的测量结果表示待测路径的性能,有效地减少了待测路径的数目,为网络路径故障的判定提供了更好的基础.NS3仿真实验验证了该算法的实用性和有效性.     

面向客运车站环境监测的WSN覆盖策略

客运车站环境的监测对于保障车站安全运营和为旅客提供舒适出行具有重大意义.基于无线传感器网络(WSN)的客运车站环境监测全覆盖策略,依据被监测区域中已部署的传感器节点对区域进行Voronoi划分,计算Voronoi图中三角形的覆盖比,提出基于Voronoi三角形覆盖比的全覆盖算法,该算法通过逐个添加新的传感器节点修复覆盖空洞.仿真结果表明:所提算法在实现监测区域全覆盖的同时能够有效减小由于大量部署传感器节点所造成的覆盖冗余.     

面向冗余节点的覆盖空洞修复算法

覆盖空洞的出现会降低网络的通信性能,往往当网络失效后监控区域仍然存在大量的冗余节点。因此如何利用监控区域中剩余的冗余节点修复覆盖空洞也是空洞修复方面的研究热点。为了解决这一问题,提出了一种通过计算空洞边缘节点与其邻居冗余节点关键值的策略进行覆盖空洞的修复。仿真实验表明该算法同DAAHP算法相比较,在覆盖空洞修复率、激活的冗余节点数目以及冗余节点利用率方面都具有优势。     

基于无线传感器网络的优化点集覆盖算法

针对无线传感器网络对目标区域覆盖过程中会产生大量冗余节点,从而导致网络能量消耗过快以及节点覆盖的不完全性等不足,提出了一种基于优化点集覆盖算法.该算法利用高斯正态密度函数和覆盖区域的概率函数对点集进行优化,通过节点感知半径与节点数之间的定量关系给出满足一定覆盖率要求下最优节点集,进而优化了网络资源,提高了网络生存周期和...     

基于概率模型的WSN最坏与最佳情况覆盖

针对无线传感器网络最坏与最佳情况覆盖问题,使用概率的方法,给出了基于概率模型的无线传感器网络最坏与最佳情况覆盖算法.其思路是尽可能选择被节点检测概率最小的格点组成最坏情况覆盖(即最大突破路径),选择被节点检测概率最大的格点组成最佳情况覆盖(即最大支撑路径).仿真结果验证了算法的有效性.     

三维环境下无线传感器网络的部署覆盖方法

针对三维传感器网络中节点的最优部署问题, 提出一种三维曲面上目标点的部署策略, 通过引用差分进化(DE)算法优化传感器节点的位置坐标, 提高了网络节点的部署效率, 并用最少的传感器节点实现对曲面上目标点的全覆盖, 解决了三维空间中传感器节点在监测目标过程中存在的三维感知盲区问题. 仿真实验验证了DE算法在解决三维空间覆盖问题的可行性, 表明DE算法具有一定的容错性, 并可有效提高网络节点的部署效率.     

基于聚类系数和节点中心性的链路预测算法

目前复杂网络领域受到越来越多人的广泛关注.其中链路预测是复杂网络研究中的一个热门的分支,被作为预测缺失链路和识别虚假链路的有效手段.传统基于相似性的复杂网络链路预测主要考虑每个节点的某个相似性指标,而该文提出一种基于聚类系数和节点中心性(CCNC)的链路预测算法,将度、聚类系数和节点中心性3个相似度指标结合,引入到复杂...     

无线传感器网络中目标连通覆盖算法

为了同时保障无线传感器网络的连通性和覆盖率,提出了目标连通覆盖(TCC)算法。在充分考虑网络延时和负载均衡的情况下,通过部署最少量的中继节点保证目标位置与汇聚节点连通。将部署在各目标位置周围的有向感知节点组成多个满足要求的覆盖集,保证各目标位置都被某个覆盖集覆盖,进而达到连通覆盖的目的。仿真结果表明,该算法中各目标位置到汇聚节点的最大和平均路径跳数优于已有算法,并且使得网络生命周期较长。     

一种基于P2P模式的普适服务发现的策略

为了提高普适环境下的服务发现效率,基于P2P(peer-to-peer)网络模式提出了一种新的服务发现策略.基本做法是借鉴chord算法的环状拓扑结构及其采用的分布式哈希表(distributed hashing table,DHT)算法,将位于环上的各节点维护的指针表通过计算后删除冗余节点,加入相应的远程索引.远程节点的加入是为了构建small-world网络.与一些已经提出的采用随机选取远程连接节点的算法不同,本文将通过本地节点的计算来选取远程节点,保证加入远程连接节点后使服务发现的范围覆盖整个网络,而其指针表长度不变.通过仿真证明了该算法能有效减小服务发现的路径长度,提高服务发现成功率,将服务发现路径长度控制在O(log2N)数量级.     

无线传感器网络中最优覆盖节点集的求解算法

在传感器节点高密度部署的环境中,如何保证在满足"覆盖要求"的同时,使用的节点数目最小是一个NP完全问题.结合遗传算法在处理集合搜索中的广泛应用,设计了一种基于遗传算法的节点集搜索机制.在保证充分覆盖的前提下,令一部分冗余节点进入低功耗休眠状态,形成最优覆盖节点集.最后进行了算法的性能评价和网络覆盖的仿真实验.结果表明,该算法能以较小的代价完成最优节点集的搜索,有效提高整个网络的生存时间.     

基于深度Q学习的无线传感器网络目标覆盖问题算法

针对求解无线传感器网络目标覆盖问题过程中存在的节点激活策略机理不明确、可行解集存在冗余等问题,提出一种基于深度Q学习的目标覆盖算法,学习无线传感器网络中节点的调度策略.首先,算法将构建可行解集抽象成Markov决策过程,智能体根据网络环境选择被激活的传感器节点作为离散动作;其次,奖励函数从激活节点的覆盖能力和自身剩余能量考虑,评价智能体选择动作的优劣.仿真实验结果表明,该算法在不同规模的网络环境下均有效,网络生命周期均优于3种贪婪算法、最大寿命覆盖率算法和自适应学习自动机算法.     

应急救援场景下定位锚节点三维模型优化部署方法

消防部门在应急救援过程中,及时获取被困人员位置信息十分重要.利用无线传感器网络技术可以实现准确、可靠的定位,其中锚节点部署是定位的基础.为了实现被定位区域的全局定位,增强链路鲁棒性,同时降低部署成本,优化所需锚节点数量,提出一种空间全覆盖、网络2-连通的优化部署策略.对常见建筑空间进行几何建模后,将固定部署方法从2维空间拓展至3维场景.建立3维直角坐标系,依据建筑空间模型选取3个投影面,在放置锚节点的投影面上,采用最大化有效覆盖区域的条带部署方法,同时兼顾另外两个投影面的覆盖情况和连通度.最后提出一种覆盖性能评价指标,对条带部署策略与常见部署方法进行了比较,条带部署方法实现了网络2-连通和区域全覆盖,所需的锚节点数为最优.     

面向目标覆盖的无线传感器网络确定性部署方法

针对无线传感器网络中随机部署节点集划分法不能保证离散目标点优化部署的问题,利用目标点最多层交叠域及遗传算法设计了一种面向目标覆盖的最优确定性部署方法.该方法通过目标点最多层交叠域寻找监测目标点集的传感器节点候选位置,基于候选位置点并利用遗传算法找出实现目标监测的最少节点数及节点位置.所提算法中候选位置点的选取简化了遗传算法中的编码工作,且与适应度函数相结合加速了算法的收敛,而遗传算法提供了最佳位置点的寻求方式.仿真试验表明,所提方法在满足用户感知需求的基础上具有较少的部署节点数,通常被控制在目标点个数的30%以内,极大地降低了网络部署成本,实现了无线传感器网络空间资源的优化分配.     

联合感知无线传感网的优化覆盖控制算法

针对无线传感器网络覆盖过程中出现大量冗余节点导致网络能量快速消耗的问题,提出了一种联合感知优化覆盖控制算法。该算法给出了三节点联合覆盖时最大无缝覆盖率的求解过程。通过概率相关知识,验证了在监测区域内传感器节点覆盖时传感器节点覆盖质量期望值求解方法,以及在与邻居节点进行覆盖对比时的覆盖率判定方法;当存在冗余覆盖时,引入比例系数完成对任意传感器节点处于冗余节点覆盖时的冗余覆盖度的计算过程。仿真实验结果表明:该算法与其他算法在覆盖质量和网络生存周期等方面进行对比,其性能指标分别提升了11.02%和13.27%;该算法不仅可以提高网络覆盖质量,而且可以有效地抑制节点能量的快速消耗,从而延长了网络生存周期。     

k-不相交路径的容错拓扑控制算法

针对无线传感器网络中拓扑控制算法优化目标单一的问题,提出一种既能优化网络能量效率,又能保证网络容错性的k-不相交路径的容错拓扑控制算法.首先,构建传感器节点到sink节点的k条不相交路径,通过增加冗余链路以提高网络的容错性;其次,选择路径能耗、路径中节点功率的标准差及路径跳数检测路径质量;最后,建立多目标规划,并利用智能优化算法对其进行求解,根据k值的不同对路径进行择优选择以达到降低网络能耗并延长网络寿命的目的.仿真实验结果表明,由该算法构造的网络拓扑能有效降低网络能耗,延长网络寿命并提高网络的容错性.     

基于节点移动和监控质量感知的WSN覆盖方案

针对现有无线传感器网络(WSN)空洞覆盖方案没有考虑监控质量(MQ)的差异性问题,提出一种基于节点移动和监控质量感知的WSN覆盖方案.首先,将网络构建成六边形网格结构.然后,移动传感器根据邻居单元的监控情况进行移动,并根据单元的MQ需求和节点能量适当调整移动路线,同时避免覆盖冗余.最后,形成能够实现WSN全时间和空间覆盖的支持路径.实验结果表明,该方案能够均衡节点能耗,最大化网络的完整覆盖时间,提高网络的生命周期.     

基于禁忌搜索算法的AUV动态路径规划策略

为有效提高水下传感器网络中未知节点的定位效率并降低网络能耗,提出一种改进禁忌搜索算法的Autonomous Underwater Vehicle(AUV)动态路径规划策略.所提出的算法和策略,采用六边形部署算法,寻找合适的虚拟锚节点位置,以达到最佳覆盖效果;然后通过在AUV节点上配置定向天线,获取未知节点方位信息;再次,利用改进的禁忌搜索算法,选定AUV节点下一步目标虚拟锚节点,引导AUV节点移动.该文通过改进的禁忌搜索算法设置两个禁忌集,防止AUV节点重复搜索,并辅助AUV节点移动方向判定,保证未知节点的定位覆盖率.为验证所提策略有效性,对所提该策略和静态路径规划算法中的典型算法Scan算法进行对比分析计算.仿真表明,基于禁忌搜索算法的AUV动态路径规划策略较Scan算法移动路径长度明显减少,虚拟锚节点数目有所降低,能有效降低能耗,延长网络寿命.同时,由于Received Signal Strength Indicator(RSSI)测距法存在误差,误差值设置为虚拟锚节点到未知节点的真实距离的10%,仿真得出基于禁忌搜索算法的AUV动态路径规划策略较Scan算法,定位精度有所提高.     

采用RSPM-PS算法的机械手末端避障路径规划

为解决工业机器人机械手末端避障路径规划需要花费大量时间,且规划的路径可能会包含大量冗余分段点的问题,提出一种基于分段点迁移递归(RSPM)和递进约简(PS)的机械手末端避障路径规划方法.通过RSPM算法可以在碰撞段上形成分段点并进行迁移,进而递归处理各分段路径,得到一条无碰撞基础路径.通过PS算法可以去除基础路径上的冗余分段点,得到最终路径.结果表明：RSPM-PS算法能快速规划更短的基础路径且能快速有效缩短路径长度.     

基于虚拟力的无线传感器网络分簇部署策略

为提高大规模密集部署的无线传感器网络节点覆盖率,提出了一种基于虚拟力的节点分簇动态部署策略.将传统基于虚拟力的节点动态部署分成簇间部署与簇内部署两阶段,以达到打破网络中部节点受力平衡、降低部署过程中簇间干涉、提高节点覆盖率的目的.利用二元感知模型对算法进行仿真,结果表明,相比于传统VPF算法及VFA算法,该策略在随机部署大量密集节点的网络中具有较快的收敛速度与显著的优化效果,覆盖率最终可达90%以上,可以满足无线传感器网络的覆盖控制要求.     

基于改进的微粒群算法的WSN节点部署策略

在无线传感网络部署中,必须保证无线传感器节点能够有效地覆盖被监测区域.为了减少节点部署时产生覆盖盲区,提高网络的覆盖率,本文提出了一种基于改进微粒群算法的无线传感器网络节点部署优化策略,以网络的覆盖率为适应值函数,将传感器节点的部署问题转化为目标优化问题,通过采用k-means聚类算法划分子种群,并且对子种群进行动态重...