基于蚁群算法的无线传感器网络优化

无线传感器网络（WSN）中的传感器节点由一次性电源供电,能量优化关乎整个网络的寿命.优化网络拓扑结构有利于提高WSN整体的能量利用率.ACO是一种基于种群（population based）的启发式仿生进化算法.提出了基于ACO的WSN的网络优化算法,以16个固定位置节点和20个任意位置节点的WSN为对象进行了仿真研究.实验结果验证了该算法的有效性.     

无线传感器网络中分布式信息融合研究进展

无线传感器网络是下一代互联网的重要技术之一,无线传感器网络中信息融合技术已经成为关注的焦点.本文从无线传感器网络的产生、特点与发展、分布式信息融合的研究现状给介绍和分析;最后对该研究领域的研究进行展望,并提出一些值得研究的方向.     

一种基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法

提出了一种基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法.根据无线传感器网络路由策略和蚁群优化的特点,构造了人工蚂蚁,设计了基于蚁群优化的路由算法框架,对算法收敛性进行了理论分析,并在NS仿真平台下进行了实验验证.结果表明,与SPIN,DD,HREEMR,SAR和GEAR路由算法相比,作者算法具有较好的节能性和全局寻优能力.     

基于分布式的无线传感器节点定位算法研究

本文分析了无线传感器网络的特点和目前己有的各类定位算法的基本思想及性能,并对现有的几种无线传感器网络分布式节点定位算法进行了深入的研究,从而确定了有效的定位算法对每个节点的位置具有重要的理论意义与实用价值。     

无线传感器网络关键区域覆盖优化算法

针对无线传感器网络中的关键区域覆盖NP完全问题,提出了一种启发式的关键区域覆盖优化算法CACOA.该算法对关键区域格点与一般区域格点,分配不同的权值创建感知区域图和终端集合,并以迭代合并方式创建加权节点Steiner树,进而形成具有最少数量的格点集合,并以格点集合中优化的格点位置来构建覆盖关键区域的传感器放置方法.理论分析证明了提出的CACOA算法一定能完全覆盖关键区域并形成一个有效的无线传感器网络,且算法的复杂度为O(n4).详细的仿真实验及与现有覆盖机制NPCC的比较表明,提出的覆盖优化算法CACOA在关键区域格点数、感知范围、发送范围和关键区域格点选择分布概率变化时放置的传感器数量明显少于NPCC覆盖机制.     

无线传感器网络覆盖优化策略

针对无线传感器网络节点覆盖容易出现空洞和盲区的问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无线传感器网络覆盖优化算法.首先构建网络节点的信任度模型,进行节点轮换调度修复路由,然后采用改进人工鱼群算法进行无线传感器网络节点的自适应定位寻优,以人工鱼群优化的节点分布模型重构无线传感器网络(WSN)节点覆盖连通图,实现优化网络覆盖.仿真实验结果表明,利用覆盖优化算法进行WSN网络节点设计,明显地改善了网络节点的覆盖质量,提高了无线传感器网络的安全性能.     

分布式无线传感器网络的目标分类

研究了无线传感器网络中的运输车辆的检测问题,并利用AR-Burg最大熵算法对不同车辆时间序列进行谱特征提取.分类结果是使用支持向量分类器类得到的.仿真结果表明,该分类方法可以达到较高的分类率,计算快且稳定,生成数据量小.     

无线传感器网络DV-Hop定位算法研究

针对无线传感器网络无需测距定位算法中典型的DV-Hop算法在不同参数设置时存在定位误差及定位时间差异较大的问题，分别分析并仿真了对定位误差和定位时间有较大影响的节点个数、网络平均连通度及监测区域等几个重要参数，考虑到无线传感器网络能量及成本的限制，通过仿真结果分析得出，网络平均连通度和节点个数分别对DV-Hop算法的定位精度及定位时间起主导作用。理论分析与仿真结果表明，在不同监测区域内，在确保DV-Hop算法低能量消耗的基础上，参数优化后的算法有效地降低了节点的定位误差。     

利用离去角度的无线传感器网络分布式节点定位方法

针对现有无线传感器网络节点定位方法成本和复杂度较高的问题,提出了一种利用离去角度估计的分布式节点定位方法(AODL).锚节点利用阵列天线发射正交导频信号,从而使得各传感节点仅需配备常规的单天线系统便可获得导频信号的离去角度信息.结合锚节点的地理位置,各节点进而可进行自身的三维位置估计.AODL方法仅利用无线通信设备进行定位,节点的角度估计不需要配备阵列天线,具有低成本和低能耗的优点,同时各节点独立进行自身的角度估计和位置计算,是一种分布式的定位方法.仿真实验结果表明,对于100 m×100 m的定位区域,借助于4个装备3×3均匀面阵的锚节点,各传感节点在信噪比为15 dB时的平均定位误差可以达到1 m以内.     

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.     

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.     

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.     

无线传感器网络能量优化的研究综述

针对无线传感器网络能量受限,每个传感器的网络生命时间都特别依赖节点的电池能量问题,以无线传感器网络体系结构为主线,总结了协议栈各层提高能量效率从而延长网络生命时间的主要技术手段,讨论了延长传感器网络生命时间的未来发展方向。     

基于免疫克隆优化算法的传感器网络资源分配

基于无线传感器网络中资源分配的NP特性,提出了一种基于免疫克隆优化的资源分配算法.具体给出了资源分配问题的数学模型和免疫克隆算法实现过程,还包含免疫算法求解中的关键技术,抗体克隆时根据激励度进行,保证了解的多样性并避免早熟收敛.实验结果表明,本算法目标检测成功率高,具有较好的检测结果.     

认知无线视觉传感网络机会传输的分布式跨层优化

为了充分利用空闲授权无线电频段和增强视觉信息的端到端传输质量,研究了认知无线视觉传感网络机会传输的跨层设计问题。在分析信道随机性和网络模型的基础上,把跨层设计问题表达为一个视觉信息峰值信噪比和网络平均传输时延的权衡优化问题。通过对该问题进行对偶分解和基于随机次梯度的求解方法,提出了一个分布式跨层传输优化算法。该算法不需要预先知道可用授权频段的静态概率分布,而通过节点在每个时隙中进行独立计算和局部信息交换使得上层视觉感知信息的压缩速率与底层链路机会传输自适应匹配,达到权衡优化问题的最优解,因此可以作为认知无线视觉传感网络的实用传输协议。仿真结果表明,该分布式算法能够快速收敛,并能获得与集中式最优化算法相似的性能。     

一种高效节能分布式传感器网络覆盖协议

提出了一种分布式高效节能的传感器网络覆盖协议(CEP),在保证网络性能的前提下,每个节点将工作周期分为多轮,在每轮中与邻居节点协商,并根据剩余能量来调度自身的工作模式,从而保证网络在每轮中以最少的节点处于工作模式,同时保证能耗均匀地分布在工作节点之上.仿真结果表明,随机均匀部署的传感器网络在满足覆盖度要求前提下的CEP,能使网络生命周期较LEACH方法延长了200%,计算复杂性降低10%.该协议可以广泛应用于与传感器网络节点部署、拓扑控制以及目标监控等相关的领域.     

Efficient Algorithm for Prolonging Network Lifetime of Wireless Sensor Networks

One of the fundamental design challenges in designing a Wireless Sensor Network (WSN) is to maximize the network lifetime,as each sensor node of the network is equipped with a limited power battery.To overcome this challenge,different methods were developed in the last few years using such techniques as network protocols,data fusion algorithms using low power,energy efficient routing,and locating optimal sink position.This paper focuses on finding the optimal sink position.Relay nodes are introduced in conjunction with the sensor nodes to mitigate network geometric deficiencies since in most other approaches the sensor nodes close to the sink become heavily involved in data forwarding and,thus,their batteries are quickly depleted.A Particle Swarm Optimization (PSO) based algorithm is used to locate the optimal sink position with respect to those relay nodes to make the network more energy efficient.The relay nodes communicate with the sink instead of the sensor nodes.Tests show that this approach can save at least 40% of the energy and prolong the network lifetime.     

异构无线网络业务速率分配算法研究

随着网络异构化和终端智能化,如何有效利用网络资源和充分发挥终端能力,为用户提供更好的业务体验,成为研究的重点.当一种无线网络不能满足用户的业务需求时,可以考虑由多个网络协作向用户提供该业务.针对多网络协作业务提供问题,采用多目标优化的决策算法,提出一种考虑多约束的业务速率分配算法,在完成异构网络选择的同时实现了业务速率在各网络中的分配.仿真结果表明,所提算法能够有效实现特定目标下的业务速率分配.     

无线传感器网络应用层多播生成树算法

基于无线传感器网络的应用层多播特性,提出了一个灵活的多播生成树算法MSTA（Multicast Spanning Tree Algorithm）。MSTA 以一种动态的,分散的,递增的方式构建一个覆盖多播树。它不仅可以满足性能目标和各种应用需要,而且MSTA具有高度自适应性,即MSTA可响应移动和拥塞而重新配置多播树。MSTA算法在应用层实现,并具有部署简单,与底层协议独立等应用层协议的优点。仿真结果表明MSTA比ODMRP的有着显著的优良性能。