无线传感器网络节能策略

无线传感器网络中,能量问题是核心问题,各种节能机制涉及了协议栈各层,每一层都可以根据自身特点和功能设计不同的节能策略.该文分别从网络的物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层分析了无线传感器网络的节能策略.     

无线多媒体传感器网络中一种自适应的休眠调度策略

节点休眠调度机制可以让满足冗余条件的节点轮流进入低功耗的休眠状态,以达到延长网络生存时间的目的。无线多媒体传感器网络中邻近节点间存在的重叠区域,因此提出了一种基于FoV重叠区域的冗余判别模型。利用该冗余模型对节点进行休眠调度。为避免"盲点"区域的产生,在节点进入休眠状态前加入一个预休眠状态,并考虑了状态切换代价对节点进行休眠调度。仿真实验结果表明,该方法能有效降低网络能耗,延长网络的生命周期。     

无线传感器网络中基于空间相关性的分布式压缩感知

提出了无线传感器网络中基于空间相关性的分布式压缩感知模型和分布式压缩感知算法,利用无线传感器网络节点间感知数据的空间相关性和联合稀疏模型,结合分布式压缩感知编解码算法,以能量有效的方式对无线传感器网络的感知数据进行压缩、重构.最后,通过仿真分析了分布式压缩感知重构误差和压缩比之间的关系,以及分布式压缩感知在能量有效性方面的性能,仿真结果表明分布式压缩感知以能量有效的方式满足了无线传感器网络中事件估计的精确度要求.     

无线多媒体传感器网络的关键技术研究进展

本文从网络传输层面综述了无线多媒体传感器网络的总体架构、节点的硬件组成和网络协议栈架构,并对影响其实用化的最关键技术低延时和低能耗网络设计技术做了介绍。在此基础上给出了关键网络传输技术在未来实现突破的方向,即低延时的实时MAC技术,低延时、低能耗的路由关键技术,多媒体信息安全技术,面向多核和众核的多媒体终端设备的研制和多模态软件构件技术的研究以及高压缩比的多媒体信息流压缩编码技术等等。     

无线多媒体传感器网络自适应拥塞控制算法

针对无线多媒体传感器网络(WMSN)中多对一通信时产生的网络拥塞问题,提出了一种自适应的WSMN网络拥塞控制算法ACCP。通过结合速率控制和资源调度,并采用分簇的网络结构,根据簇首及簇内的拥塞指标,来分别启动对应的拥塞控制机制:当簇首发生短时间拥塞时,就启动属于资源调度的网络内存储管理机制,来暂时减缓网络内过多数据包;但当簇中的存储节点也无法容纳过量的数据包时,速率控制就启动,让流量减缓下来,并且只调整数据实时性要求较低的数据流的速率,以达到控制流量、减缓甚至消除网络拥塞的目的。仿真结果显示:ACCP在传送速率不同下,可以比InS、HCCP更有效的控制网络拥塞的情况,而在比较缓存容量不同的情况下,虽然ACCP只比HCCP能够稍微改善网络拥塞的情况,但却能够大幅度改善InS的数据包丢失率。     

无线多媒体传感器网络技术分析

无线多媒体传感器网络（WMSNs）是基于传统无线传感器网络（XVSNs）发展起来的新型传感器网络,通过多媒体器件获取人类所关注的大数据量的媒体信息并对其进行处理,应用前景非常广阔。本文介绍了WMSNs的概念,体系结构,从网络协议结构入手,对WMSNs中各层存在的技术问题进行了探讨。     

无线传感器网络能源策略研究

简要介绍了无线传感器网络体系及节点结构。由于自身的特点，传感器网络关键性问题是如何高效利用有限的能量，来延长网络的寿命，而且要尽最大可能地节省电源消耗，以提高网络的生命周期。本文从传感器网络节点各个部分的特点探讨了其能源策略。     

无线认知传感器网络的节能频谱感知策略

针对无线认知传感器网络频谱感知过程中的能耗,提出两种节能策略:①使用可信度投票算法来减少传输检测结果的节点个数;②使用基于部分可观测马尔可夫决策过程的检测算法来减少检测次数.仿真结果表明这两种算法均能有效减少检测能耗,而且组合使用时相比一般算法能节省不低于30%的能量,同时保证检测可靠度满足系统要求.     

基于蚁群算法的无线多媒体传感器网络路由研究

通过对蚁群算法(ACO)的研究,设计了一种适合无线多媒体传感器网络的路由协议.该算法模拟自然界蚂蚁群体在寻找路径的方式,在节点发送数据包时,以该路径之前发送数据包的频率以及通过该路径的代价为参数,计算选择该节点为下一跳的转发概率.仿真结果表明,采用该算法时,节点的平均寿命要比采用传统的定向投递算法时的节点寿命高20%,数据包成功发送速度也远远高于传统算法.     

基于SVD的无线多媒体传感器网络图像压缩机制

针对无线多媒体传感器网络图像压缩问题,从节点协作特性出发,提出了一种基于奇异值分解的图像压缩传输方案.首先研究了基于SVD的分块图像自适应压缩算法,以平衡网络能耗为目标,将相机节点和普通节点按照角色分工,协作完成图像采集、压缩和传输工作.相机节点负责采集图像信息,然后将图像分块发送给簇内普通节点;簇内普通节点对分块图像进行自适应压缩并将数据发送给簇头节点;簇头节点再将压缩后的数据转发至基站.仿真结果表明,提出的网络拓扑方案和图像压缩传输机制极大地缓解了图像采集节点的能耗压力,有效地平衡了网络的节点能耗.与JPEG2000协同图像压缩方案相比,基于SVD的图像处理方案的网络总能耗更少;且后者能够有效地对图像进行压缩传输,平衡网络能耗,延长整个网络的生命周期.     

Energy Consumption in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks (WSNs) can be used to collect surrounding data by multi-hop. As sensor networks have the constrained and not rechargeable energy resource, energy efficiency is an important design issue for its topology. In this paper, the energy consumption issue under the different topology is studied. We derive the exact mathematical expression of energy consumption for the fiat and clustering scheme, respectively. Then the energy consumptions of different schemes are compared. By the comparison, multi-level clustering scheme is more energy efficient in large scale networks. Simulation results demonstrate that our analysis is correct from the view of prolonging the large-scale network lifetime and achieving more power reductions.     

一种能量感知的无线多媒体传感器网络多路径QoS路由协议

针对无线多媒体传感器网络对能量、时延和分组传输率的要求,提出了一种能量感知的多路径QoS路由协议,详细描述了能耗模型、邻居节点和路由发现机制.仿真实验表明,该算法相比传统协议可以降低时延和能耗,并提高分组传输率,从而延长网络生命周期.     

环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法

通过研究环Z/2n上仿射函数进位函数的性质,首先给出了一个计算环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法,进而给出了环Z/2n上多输出仿射函数Walsh谱的快速算法.实验表明,该算法可以将环Z/2n上仿射函数Walsh谱的计算复杂度由关于变量规模n的指数时间降为线性时间.     

基于QGA的无线多媒体传感器网络覆盖增强算法

对无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSNs)中的覆盖问题进行了研究.由于网络环境和部署方式的限制,部署WMSNs时很难将数量众多的传感器节点放到适合的位置上,从而会导致大量监测重叠与监控盲区的出现.因此,在部署完网络后,通常需要进行一定的覆盖增强处理以提高网络的监控质量.文中对此进行了研究,并基于有向感知模型,提出了一种覆盖增强算法QGACE.QGACE同时对节点的位置与主感知方向进行调整,并引入了量子遗传算法来来进行计算处理.仿真试验表明,QGACE算法能够有效地提高网络的覆盖率.     

动态传感器网络中距离相关的蒙特卡洛定位算法

动态无线传感器网络的许多应用中定位技术具有至关重要的作用,在这种网络中部署区域内的全部节点不断运动.针对动态传感器网络中的定位问题,在蒙特卡洛方法的基础上提出了一种新的定位算法-距离相关蒙特卡洛(DRMCL).该算法通过利用节点的RSSI测距性能减小预测时未知节点可能存在的交叠区域,提高定位精度.仿真结果表明,对比蒙特卡洛和凸规划等现有的移动传感器网络定位算法,提出的DRMCL可以明显提高定位精度,在运动的过程中,定位精度能够达到20%以下.     

无线传感器网络的目标跟踪能量优化策略

为了满足无线传感器网络的目标跟踪性能要求,解决节点能量消耗不均衡的问题,建立了面向无线传感器节点底层硬件和时序流程的能量模型,在节点通信过程中使用量化算法对数据进行压缩量化,在此基础上综合考虑节点的跟踪精度及剩余能量,提出了基于能量优化策略的调度算法,并采用双重唤醒/休眠机制来延长网络寿命.该策略采用分布式计算方式,易...     

基于多节点协作的WMSNs图像压缩算法

针对无线多媒体传感器网络能量和计算能力有限,在图像压缩过程中需兼顾压缩能耗和图像质量之间的关系等问题,结合JPEG-XR压缩流程和网络的结构特点,提出一种基于多节点协作的图像压缩方法.构建相机节点到普通邻居节点,再到簇头的网络结构,将图像压缩传输等过程分布于协作簇中;通过协作方法完成压缩流程的多节点协同执行.仿真结果表明,在低码率条件下与JPEG方法相比,该方法的峰值信噪比提高约3 dB;而网络寿命方面,更好地平衡了网络负载,大大延长了网络寿命.      

传感器网络基于邻居信息量化的能量平衡路由

针对地理位置路由中数据包的平均传输能耗随时间推移急剧增加的问题,设计并实现了一种基于两跳邻居信息量化的能量平衡路由协议(TNEB).节点通过Hello报文获得两跳范围内的邻居节点信息,TNEB根据两跳邻居信息确定一个贪婪转发候选节点集合.依据邻居节点的数据流拥塞度和能量平衡度,从候选节点集合中选择最佳的邻居节点完成数据包的转发.测试结果表明,在平均邻居节点数为15的网络拓扑上,TNEB算法的平均能耗比Greedy-2和GPSR算法分别降低了26.7％和48.8％,端到端延迟分别减少了19.9％和31.8％.