无线传感器网络强化学习增强路由研究

探讨了在无线网络树型路由中寻找最优父节点的经典问题,分析了影响树型路由决策规则的多个指标,如接收信号强度的加权平均值、缓冲区占用率和功耗比。提出了一种基于强化学习增强树路由协议和强化学习算法在无线传感器网络中应用的系统模型,并详细说明了所提出的基于树的路由协议的基本操作,为循环检测父节点更新了算法;为了在复杂的场景中做出自适应决策,定义了一个状态空间、动作集和激励函数。通过试错找到激励最高的最佳父节点;并通过模拟比较研究,验证了父节点选择方案在性能指标（即端到端延迟、可靠性和能量消耗）之间进行合理权衡。     

PSO结合SA优化算法的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络(WSN)经典分簇协议LEACH的分簇不均匀问题,提出一种融合粒子群优化(PSO)和模拟退火(SA)优化的WSN分簇协议.在分簇阶段考虑4种节点参数:节点距Sink节点的距离、剩余能量、先前成为CH的次数和距其他CH的距离.通过PSO-SA算法对分簇参数进行优化,自适应调整簇头选举阈值中的各项参数值,获得最适合当前环境的分簇结构,从而均衡网络能耗、提高网络寿命.实验结果表明,相比能量感知LEACH-EP协议、SA优化的协议和GA优化的协议,提出的协议在网络寿命和网络延迟方面具有更好的性能.     

无线传感器网络中基于Convexhull的能量空洞避免路由算法

提供了一种绕过无线传感器网络“能量空洞”的方法(CHA方法),可以用来找到绕过能量空洞的最优节点路由路径。在数据包从源节点传递到目的节点的过程中,通过遇到能量空洞,先勾勒出空洞范围,再基于凸壳(Convex hull)找到绕过能量空洞的最优节点路由路径。仿真结果表明,该算法优化了能量空洞绕洞路由路径,有效提高了无线传感器网络传输效率,减少了无线传感器能量损耗和信息传递的延迟。     

基于路由协议的无线传感器网络源位置隐私保护探究

针对无线传感器网络源位置的隐私保护,讨论基于路由协议的幻影节点随机性分布及数据包概率转发的协议方式.随机性分布的方法保证了幻影节点在真实源节点周围得到均匀分布,增加了攻击者获取真实源节点位置的难度;概率转发则减少了幻影节点至基站的重复路径,延长了安全时间.仿真结果表明,基于路由协议的隐私保护方案,在只增加部分通信开销的情况下,有效延长了攻击者获取真实源节点位置的时间,有较好的隐私保护性能.     

基于MILP模型的无线Mesh网络多径路由优化方案

针对多接口多信道无线Mesh网络(WMN)中多径路由优化问题,提出一种基于混合整数线性规划(MILP)模型的多径路由优化方案.首先,利用Select xfor less than x拓扑控制算法构建网络连接图.然后,利用MILP模型,在考虑链路容量、节点度约束和链路流量下,构建链路负载均衡的多径路由.另外,利用图着色理论分配信道,形成完整的WMN模型.实验结果表明,该方案具有较高的网络吞吐量和较低的端到端延迟.     

基于流量预报的无线传感器网络自适应拥塞控制路由协议

基于按需距离向量路由协议,提出了一种针对无线传感器网络的自适应拥塞控制路由协议,所提出的协议根据时间序列预报算法获得未来时刻的网络流量预报值,并由此判断节点的拥塞程度以便预先采取分流措施,实现对路由的自适应控制. NS2仿真实验表明,该协议有效地提高了网络性能,特别是对网络拥塞和流量均衡的改善较大.     

多包接收无线Mesh网络的跨层优化

多包接收是一种可有效提高无线网络吞吐量的技术.文中建立了无线mesh网络的多包接收跨层设计模型,该模型是一个混合整数规划模型,一般不可能在多项式时间内求解.为此设计了一种可在多项式时间内求解的近似最优策略,将模型中的整数变量释放到实数域空间,使原来的混合整数规划模型成为一线性规划模型,并通过反复迭代寻找近似最优解.仿真显示采用该策略的多包接收跨层模型使数据传输速率提高了至少3倍.     

一种基于图形密铺的传感器网络分簇算法

针对经典分簇算法LEACH存在的缺陷,设计了一种基于图形密铺的分簇算法。算法通过用正六边形对监测区域密铺,首先完成对节点的分簇;然后利用基于通信距离的相对剩余能量参数选举簇头,避免簇头成为瓶颈节点。仿真实验表明,与LEACH算法相比,该算法能够均衡各个簇的节点数,提高了网络生存时间和数据通信总量。     

基于混沌克隆的混杂多目标免疫优化算法

针对遗传算法求解高维多目标问题时易于早熟、陷入局部搜索等缺点.本文借鉴生物免疫系统的混沌现象及其自适应性和并行性,提出一种混杂多目标免疫优化算法(HMIOA).算法基于混沌映射产生初始抗体群并利用混沌规律克隆优秀抗体;根据抗体的被控度和抗体间的拥挤距离设计抗体的亲和力;算法在进化过程中对不同子群采取不同突变方式;借助Average linkage聚类法更新记忆细胞等.数值实验中,选取两种著名的多目标进化算法和一种克隆选择算法,应用于4种不同类型的高维多目标优化问题,比较结果表明:HMIOA所获Pareto有效面较大的控制其他算法所获Pareto有效面,且有效面的分布较均匀.     

基于DV-Distance的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,而节点自定位技术是无线传感器网络的主要支撑技术之一.由于无线传感器的节点数量非常大,致使利用GPS定位装置收集节点位置信息的代价将会很大.因此,研究能够适应无线传感器网络节点位置信息的算法是极其重要的.本文重点对距离无关的定位算法中的DV-Distance算法进行了研究,通过MATLAB软件平台对DV-Distance算法进行了仿真实现,结果表明不同信标节点密度时,定位算法的定位误差不同,而当存在障碍物及GPS误差也会影响定位误差.     

无线传感器网络中节点定位算法研究

结合基于锚点的质心算法定位精度高和与锚点无关的ABC算法成本低优点,提出了一种改进算法,即连通度阈值与三角面积结合算法.在减少质心算法锚点数目的情况下控制ABC算法的误差在可接受的范围内,从而满足实际应用对精确度的要求.最后讨论了使用改进算法需要注意的两方面因素和如何根据实际应用进行选择.     

给定水平约束图的一类集成电路布线算法

针对水平约束图为星图的具有曼哈顿模型的通道布线,提出了一个依据图论模型的最优轨道高度布线算法.该算法根据通道上结点的水平约束图和垂直约束图特点,依次安排好每一个结点的布线轨道,进而通过通孔可以把所有的结点在2层轨道上布线完成.通过计算分析,该算法能够达到最优的布线高度.     

无线传感器网络节点的试验平台设计

为便于无线传感器网络的开发和应用,采用MSP430F149控制器和CC2420无线收发芯片构建无线传感器网络节点的试验平台.利用所选单片机的自编程能力,提出了一种传感器节点远程在线更新(RIAP,remote in-application re-programmable)的方法.该方法同样适用于其他具有自编程能力的MCU,对嵌入式系统的开发有一定的参考价值.     

无线传感器网络FTSP时间同步算法研究及改进

时间同步是无线传感器网络的关键技术之一,在分析FTSP算法的基础上,提出一种同步误差更小、精度更高的改进算法,并且使用NS2仿真工具对改进算法进行仿真,实验结果表明改进后的算法能有效提高网络的同步精度.     

多类型无线传感器网络混合路由协议研究

使用两种类型的传感器组成无线传感网,通过结合多跳路由和分簇路由两种方式,对混合路由方式设计研究,用NS-2对研究结果进行仿真.将混合路由的仿真结果分别与单独使用分簇路由和多跳路由的仿真结果进行比较,得出新混合路由使得网络周期更长的结论.     

无线传感器网络TinyOS调度机制的改进研究

研究无线传感器网络TinyOS的体系结构、通信机制及内核调度机制.针对TinyOS调度机制的不足,提出一种改进的调度策略——基于时限的轮转调度策略.在由micaZ节点搭建的实验平台上对改进机制进行实验,实验结果表明,基于时限的轮转调度策略提高了无线传感器网络通信的吞吐量,改善了无线传感器网络的通信性能.     

通信源个体特征的多目标优化辨识

为了实现对通信源个体特征的辨识,提出一种利用高阶累积量的多目标优化求解特征量方法.将射频功率放大器的等效模型变换为多输入-单输出系统,导出了系统输入信号累积量与输出信号累积量之间的关系式.通过多目标遗传优化算法求解方程,可获得射频功放的个体特征.仿真实验验证了方程的正确性,特征量优化估计值与直接计算值很接近,表明该算法能正确辨识通信源的个体特征.     

WSN中一种基于网络编码的可靠传输算法

利用网络编码来提高数据传输与存储的鲁棒性算法,并提出了一种自适应纠错机制,以此来保证数据准确可靠地传输到目的节点.仿真结果表明,使用的网络编码算法在有效保证数据传输可靠性的基础上显著地减少了通信量,从而降低了能量开销.     

基于AODV的无线Mesh网络路由协议优化设计

无线Mesh网络(WMN)融合了WLAN和Ad hoc网络的优势,具有高速、多跳和自组织的特点,广泛用于会场、医院和车站等场合.由于其开放性和无线链路,导致路由协议效率不高.针对Ad hoc单跳路由的缺陷,从WMN的体系结构入手,提出了设计原则和方法,并在AODV的基础上,通过修改数据包的格式,优化设计了相应的网络协议,并给出了相应的路由算法,然后选择时延和负载两个核心指标,在OPNET平台上进行了仿真实现,结果表明,15个节点组成的WMN和4个节点的网络相比,其关键指标值优势明显,说明这种算法更加适合于规模较大的网络.