Distributed Estimation in Sensor Networks with Repetition Coding

This paper considers the distributed estimation of a source parameter using quantized sensor observations in a wireless sensor network with noisy channels. Repetition codes are used to transmit quantization bits of sensor observations and a quasi best linear unbiased estimate is constructed to estimate the source parameter. Simulations show that the estimation scheme achieves a better power and spectral efficiency than the previous scheme.     

Distributed Estimation for Sensor Networks with Channel Estimation Errors

This paper describes the effect of channel estimation error (CEE) on the performance of distributed estimations of an unknown parameter in a wireless sensor network. Both the classical and Bayesian estimators are derived to mitigate the adverse effects caused by the CEE. Power scheduling among sensors and the power ratio between the training and data transmission at each individual node are optimized by directly minimizing the final average mean squared error to compensate for the CEE. A closed-form power scheduling policy is given for a homogeneous environment, which shows that more than 50% of the power should be allocated to sensor observation transmissions. For an inhomogeneous environment, a multilevel waterfilling type solution is developed for the power scheduling among sensors for only the sum power constraint with a "cave" waterfilling solution for both the sum and individual power constraints. Simulations show that the proposed power scheduling schemes achieve better performance than the equal power scheduling scheme.     

采用S-MAC协议的无线传感器网络可用带宽估计算法

提出一种利用串扰来估计采用了S-MAC的无线传感器网络中可用带宽的方法。传感器节点在使能串扰避免机制后,将收集到邻居节点的RTS/CTS/DATA/ACK分组中的网络分配矢量以表的形式记录在自己的缓存中,经过计算得到节点的可用带宽。仿真数值结果表明,所使用的可用带宽估计方法能够较为准确的预测S-MAC中节点周围的负载情况,竞争程度,为路由选择、负载均衡、多sink布置、优先级传输等策略提供参考。     

面向移动传感器网络的自适应一致性融合估计方法

研究了具有时延和通信拓扑变换的移动传感器网络（MSN）分布式融合估计问题.结合无色信息滤波、自适应一致性算法并考虑通信时延而设计的基于自适应一致性的融合结构,提出了一种名为基于自适应一致性的分布式无色信息滤波（AC_DUIF）的分布式融合估计算法.以空中移动传感器网络跟踪移动目标为例,通过仿真验证了所提算法的性能.仿真结果表明,该方法能够在以分布形式提高网络中各节点对目标位置估计精度的同时,保证节点之间的一致性,并具备对网络通信延时的适应能力.     

Ad Hoc网络的一种入侵检测模型

对Ad Hoc网络的路由安全性问题进行了研究,提出了一种分布式网络协作入侵检测模型,该模型建立在路由协议之上,针对不同的路由协议,分析其安全漏洞,总结攻击行为的判定规则,进行本地入侵检测;在此基础上,以多点协作的联合检测机制提高检测的正确率;并从节省网络资源的角度对入侵检测模型进行优化配置.以AODV路由协议为例介绍了该模型的工作机制,利用仿真软件NS2搭建网络仿真平台进行仿真实验,结果表明,该检测模型能更好地保障网络安全.     

具有前向安全的Ad Hoc密钥管理方案

在完全分布式CA模型的基础上,结合信任度动态评估策略,提出了一种具有前向安全的密钥管理方案。使用NS-2仿真软件进行仿真实验,结果表明,当网络中节点数目的不同时,节点的认证成功率和节点延迟均保持稳定,提高了Ad Hoc网络的安全性与可用性,降低了系统开销。     

一种用于无线传感网中的能量自适应分布式分簇算法

通过综合考虑节点分布和剩余能量水平,并对簇的形成过程进行优化,引入机制保证簇的能量消耗均衡,以改进网络生存时间和覆盖率. 所提出的分布式分簇算法经过仿真结果表明,新算法相对于现有的多种算法在能量均衡性和网络生存时间上有较大改进,半数节点生存时间延长一倍以上,而负载均衡性仍保持在相同水平上.     

用于无线移动网中的密钥协商方案

ad hoc网是一种新型无线移动网络，内部节点相互合作信任，但是没有中心控制节点，且节点的计算资源非常受限。针对如何在这种自组织群体中进行密钥协商，实现安全通信，提出了一种适合ad hoc网的认证密钥协商方案，每个节点仅需2n-2次模乘法运算，且仅需一轮通信，其中n是ad hoc网中的节点数。经对比该方案的效率远远高于现有方案。     

基于无线传感器网络的分布式山体滑坡预警监测

设计了一种采用无线传感器网络作为主要技术手段的山体滑坡预警监测系统.研究核心是滑坡体应力数据的统计模型以及相应的分布式监测算法.应力数据通过高斯变量平均过程(VMGP)来建模.在滑坡预报中,漏报率是衡量监测系统性能好坏的标准.把分布式监测算法和传统的中心监测算法作了对比分析,实验从滑坡漏报率分析得到前者的性能优于后者,从而验证了分布式监测算法的可行性.     

协同网络下分布式跟踪的动态传感器管理

协同网络系统采用分等级的分布式信息处理结构,在实现对杂波中多目标的精确跟踪时,需要考虑量测起源不确定性问题和传感器对目标及局部融合中心的同时分配问题.针对上述问题,文中提出了一种适用于分布式跟踪的动态传感器管理方法.首先以修正Riccati差分方程的解作为目标跟踪性能的评价标准,据此构建传感器管理的目标函数,然后根据分层优化策略,利用蚁群算法实时求近似优解,最后基于分布式融合算法获取多目标的最优跟踪轨迹.仿真结果表明,与NN分簇和MV分簇两种传感器管理方法相比,文中所提方法具有更高的目标跟踪精度和网络资源利用率.     

自组网中基于簇的入侵检测方案

基于补图团的着色思想提出了分布式分簇算法,并在此基础上给出了一种基于簇的入侵检测方案.     

Distributed Aggregation Algorithms for Mobile Sensor Networks with Group Mobility Model

In many applications of mobile sensor networks, such as water flow monitoring and disaster rescue, the nodes in the network can move together or separate temporarily. The dynamic network topology makes traditional spanning-tree-based aggregation algorithms invalid in mobile sensor networks. In this paper, we first present a distributed clustering algorithm which divides mobile sensor nodes into several groups, and then propose two distributed aggregation algorithms, Distance-AGG (Aggregation based on Distance), and Probability-AGG (Aggregation based on Probability). Both of these two algorithms conduct an aggregation query in three phases: query dissemination, intra-group aggregation, and inter-group aggregation. These two algorithms are efficient especially in mobile networks. We evaluate the performance of the proposed algorithms in terms of aggregation accuracy, energy efficiency, and query delay through ns-2 simulations. The results show that Distance-AGG and Probability-AGG can obtain higher accuracy with lower transmission and query delay than the existing aggregation algorithms.     

Distributed Plume Source Localization Using Hierarchical Sensor Networks

A hierarchical wireless sensor networks (WSN) was proposed to estimate the plume source location. Such WSN can be of tremendous help to emergency personnel trying to protect people from terrorist attacks or responding to an accident. The entire surveillant field is divided into several small sub-regions. In each sub-region, the localization algorithm based on the improved particle filter (IPF) was performed to estimate the location. Some improved methods such as weighted centroid, residual resampling were introduced to the IPF algorithm to increase the localization performance. This distributed estimation method elirninates many drawbacks inherent with the traditional centralized optimization method. Simulation results show that localization algorithm is efficient far estimating the plume source location.     

一种Ad hoc网络的跨层拥塞控制改进方案

针对传统的TCP拥塞控制协议不能很好适用于无线Ad hoc网络的问题,本文利用跨层设计思想和优化理论,通过提取协议栈各层的特性参数,给出了无线Ad hoc网络跨层拥塞控制的改进方案CCIM (cross-layer control improvement methods). 提出了将MAC层输入、输出速率与网络层缓存队列长度相结合的拥塞检测新方法,并依据ECN显示拥塞反馈机制和扩展信令传递机制,对拥塞控制和随机接入进行建模,以便获取最优发送速率. NS2仿真结果表明,该方案能够降低端到端传输时延,使网络吞吐量和公平性得到了明显改善.      

无线传感器网络二维协作式定位方法

针对精度传统定位方式下的节点定位精度低的问题,讨论和研究了WSN(Wireless Sensor Network)网络中的节点定位精度问题。在基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)无线传感器网络定位技术的基础上,通过分析二维位置参数估计的CRB(Cramr-Rao Bound)值,比较了传统定位方式下和协作方式下的位置估计,提出了设定阈值的协作式定位方法。该方法使部分节点在传统方式下定位,而部分节点在协作方式下定位。Matlab仿真实验证明,该定位方法能提高网络节点的定位精度。     

电力系统状态估计的分布式并行处理

基于传统的状态估计算法，结合等式约束优化问题，提出了在计算速度、数值精度上显著提高的分布式并行算法，且以PVM为软件平台对验证系统进行了模拟计算。结果表明了该算法的有效性。     

分布式不敏卡尔曼滤波状态估计技术

在许多实际的分布式多传感器系统中,系统的动态或传感器的观测方程是非线性的.解决分布式多传感器非线性系统的状态估计问题,通常采用的一种方法是分布式扩展卡尔曼滤波.但由于模型的线性化误差,EKF的滤波效果在很多情况下并不能令人满意.另外,在许多实际应用中,模型的线性化过程比较繁杂,而且也不容易得到.为了有效解决分布式多传感器非线性系统的状态估计问题,提出了一种基于不敏卡尔曼滤波的状态估计技术.不敏卡尔曼滤波是最近提出的一种新的非线性滤波方法.由于不需要对非线性系统进行线性化,不敏卡尔曼滤波可以很容易地应用于非线性系统的状态估计,并且其性能也要优于扩展卡尔曼滤波.仿真结果说明分布式不敏卡尔曼滤波方法的性能要优于分布式扩展卡尔曼滤波方法.     

基于无线传感器网络的森林火灾模型参数估计

针对森林火灾形势复杂不利于搜救的特点,提出将无线传感器网络应用于森林火灾检测,建立准确的火灾模型,对森林火灾位置和强度进行估计预测.研究了利用无线传感器网络节点进行自适应采样数据的方法和建立高斯空间多峰火灾模型理论方法,并将最大期望算法(EM)和多分辨率搜索算法(MR)相结合,提出用EM-MR算法对火灾模型进行参数估计.通过仿真实验比较,结果表明该模型能较准确地描述森林火灾现场,EM-MR算法在保证估计精度的基础上降低了计算复杂度,证明了方法的有效性.     

LaConf:A Localized Address Autoconfiguration Scheme for Wireless Ad Hoc Networks

We propose a localized address autoconfiguration (LaConf) scheme for wireless ad hoc networks.Address allocation information is maintained on the network border nodes,called addressing agents (AAs),which are locally identified by a geographic routing protocol GFG (Greedy-FACE-Greedy).When a node joins the network,it acquires an address from a neighboring AA (if any exists) by local communication or from the head AA (a geographic extreme AA) by GFG-based multi-hop communication.A Geographic Hash Table (GHT) ...     

面向服务访问控制的Ad Hoc网群密钥分配

Ad Hoe网络的面向服务的访问控制是个敏感的安全问题，而现有的群密钥分配方案存在抗授权侵犯能力弱的问题，通过引人角色授权约束，提出一种基于面向服务访问控制的群密钥分配方案，减少群在授权侵犯下的安全威胁，经与其他群密钥分配方案比较，显示该方案具有安全性和可用性．