无线自组网可生存性保证的拓扑控制

为了解决频繁发生的自然故障和恶意攻击引起的无线自组网可生存问题,根据无线自组网的特点,分析图的连通度大小对网络拓扑结构特性和应用服务质量的影响,在此基础上结合网络可生存概念,提出面向网络可生存的容错拓扑控制设计策略。通过理论和实验求得保证网络多连通的关键邻居数,并提出一种基于邻居数的拓扑控制算法k2TC,当节点失效时,及时维护其他节点度等于或略小于阈值k。该分布式算法能构建并维护容错拓扑结构,算法简单且开销小。仿真结果表明:在节点出现失效时,新算法能够保证网络的抗毁性和有效性,使得无线自组网具有可生存的能力。     

一种三维无线传感网络拓扑控制算法的研究

当前关于三维拓扑控制的研究主要侧重在保证网络的连通性,并没有很好的考虑到邻居节点度和能耗最低路径两者之间的权衡关系.针对该问题提出了一种可调节的无线传感器网络拓扑控制算法,通过调整因子r(0＜r＜1)动态调整网络拓扑结构,使网络具有良好邻居节点度的同时保留了部分能耗最低路径.仿真实验数据表明该算法构造的网络拓扑图具有良好的可调节性和稀疏性,同时算法在优化网络生命周期和节点功率方面都具有较明显的效果.     

OSM——一种基于P2P的覆盖网构造协议

提出了一种新的P2P覆盖网构造协议--OSM.节点使用IP地址匹配算法选择邻居节点,优化了应用层网络拓扑结构,使得最接近底层物理拓扑结构;对于对等网络视频直播系统的健壮性来说,覆盖网构造中管理节点的退出和恢复是至关重要的,提出了节点的异常机制,能够及时有效地发现邻居节点失效,保障快速恢复.实验结果表明,OSM协议提高了与底层网络的匹配度,缩短了反应时间,增强了节点的健壮性.     

基于遗传算法的传感器网络拓扑控制研究

无线传感器网络的首要设计目标是延长网络生命期,网络的拓扑控制是实现这一目标的支撑 基础。针对传统拓扑控制方案所获拓扑的连通冗余度高或结构健壮性低等弊端,将问题转化 为多判据最小生成树模型,提出了一种基于遗传算法的拓扑控制方案。仿真实验结果 表明,该方案可获得具有网络整体功耗低、结构健壮性高和节点间通信干扰小等特点的拓扑 结构,因而能够有效地延长传感器网络生命期。     

基于博弈论的无线传感器网络分簇路由协议

针对基于无线传感器网络的大田农业智能灌溉系统,分析了灌溉控制子网的网络拓扑结构,设计了一种分布式二级路由协议(DTTR).该协议由簇内路由和簇间路由2个部分组成,前者采用基于TDMA的星型单跳组网方式,后者采用多跳Mesh组网方式.在簇间多跳路由算法中引入博弈理论,利用多阶段有限次重复博弈及基于LQI的链路质量度量方法,较好地解决了网络在多种约束下的均衡问题.分析与仿真结果表明,与常用的MintRoute协议相比,DTTR协议能在保证数据传送可靠性的基础上平衡节点能量消耗,降低由于个别节点暂时能量耗尽而导致网络阶段性失效的危险,吞吐率提高约25%,剩余能量标准差降低约30%.     

无线传感器网络中节省能量的地理路由

针对高动态无线传感器网络中路由信息不易保持,以及传感器节点能量受限的问题,提出了一种不保存网络拓扑结构并节省能量的地理路由算法。每个节点发送数据前发送本节点的位置信息,邻居节点根据该位置信息和基站的位置、发送接收数据消耗的电路能量和传播损耗,计算虚拟中继节点的位置。邻居节点根据本节点、目的节点以及虚拟中继节点的位置决定是否参与竞争,成为中继节点。仿真结果表明,该分布式算法比BLR算法节省能量,并具有更低的丢包率,更适于拓扑快速变化的无线网络。     

无线传感器网络能量模型

随机抛洒的无线传感器节点形成何种逻辑拓扑结构将直接影响高层通信协议和网络运行能耗,而合理使用有限能量资源是无线传感器网络研究的核心问题.基于传感器节点工作能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立传感器节点能量模型和网络传输模式模型,对单跳传输和多跳传输两种方式下的网络总能耗和单节点能耗进行理论计算,并分析不同网络拓扑结构对网络能耗和网络运行的影响.通过理论计算推导出不同网络拓扑结构和传输模式下无线传感器网络总能量消耗公式和网络能耗分布规律,为设计能量有效的无线传感器网络拓扑结构提供指导,为实现无线传感器服务质量体系下的高层通信协议提供理论基础.     

基于最小连通支配集移动的WSANs连接恢复算法

在无线传感器与执行器网络(wireless sensor-actor networks,简称WSANs)关键任务应用中,单个或多个节点的失效可能造成内执行器节点产生网络分隔,自动检测和快速恢复来保持内执行器网络的连接性显得非常重要.论文提出了一种基于最小连通支配集移动的连接性恢复算法(minmal CDS motion-based connectivity recovery,简称MCDSR),该算法主动探测影响网络连通的割点,并为其指定最小的连通支配集.一旦检测到节点失效,备份的支配集初始化恢复进程直到网络连接恢复.并通过实验与现有的恢复算法进行比较,发现MCDSR算法在移动的节点数目、总的移动距离、覆盖度减少等方面有更好性能.     

主被动相结合的Ad Hoc网络拓扑重构算法

根据性能与拓扑的相关性,提出一种分级Ad Hoc网络拓扑重构算法.主动重构分为簇内、簇间两部分:在簇内,通过收集邻居信息进行局部拓扑发现,维护邻域拓扑的k-连通实现簇内拓扑k-连通;在邻簇间,通过计算由各簇边界节点及其链路所组成赋权二分图的最优匹配,以维护k条不邻接的链路,k值根据局部拓扑特性和应用要求动态调整;网络故...     

基于分簇的无线多媒体传感器网络QoS多径路由

针对无线多媒体传感器网络应用,提出基于分簇的Qo S多径路由算法。该算法首先建立分层网络拓扑,然后基于改进蚁群算法实现Qo S多径路由。网络分层时,根据多媒体传感节点的有向性设计分簇算法,实现簇内数据融合以减少冗余数据。数据传输阶段,提出基于蚁群优化的Qo S多径路由算法以满足多约束的Qo S需求。仿真结果表明,与Ant Sens Net等路由协议相比,该算法有效降低网络负载,延长网络生命期。     

Reliability Analysis of Sensor Networks

To Integrate the capacity of sensing, communication, computing, and actuating, one of the compelling technological advances of these years has been the appearance of distributed wireless sensor network （DSN） for information gathering tasks. In order to save the energy, multi-hop routing between the sensor nodes and the sink node is necessary because of limited resource. In addition, the unpredictable conditional factors make the sensor nodes unreliable. In this paper, the reliability of routing designed for sensor network and some dependability issues of DSN, such as MTTF （mean time to failure） and the probability of connectivity between the sensor nodes and the sink node are analyzed. Unfortunately, we could not obtain the accurate result for the arbitrary network topology, which is # P-hard problem. And the reliability analysis of restricted topologies clustering-based is given. The method proposed in this paper will show us a constructive idea about how to place energyconstrained sensor nodes in the network efficiently from the prospective of reliability.     

一种无线传感器网络的传输路径规划算法

针对层次不多的树型拓扑结构无线传感器网络,介绍了一种根据ID格式选择传输路径的路径规划算法,该算法可使无线传感器网络中各节点到达sink节点的路径最优。经在温度传感器中应用,证明该算法切实可行。     

无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法研究

传统启发式分簇拓扑控制方法通信开销大、负载均衡性差,忽略剩余节点能量,导致拓扑结构连通性和骨干网健壮性差,无线传感网络生命周期短。为此,提出一种新的无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法。给出无线传感网络模型。利用粒子完成分簇,对簇内负载与簇间负载进行分析,保证负载均衡性。引入一种描述节点间能耗及鲁棒性的行向量,以全面分析骨干节点通信开销与剩余能量对簇头挑选的影响。将最小生成树作为网络的基础结构,引入表示网络连接状态的列向量,以描述网络通信开销情况,获取目标函数。通过粒子群法求最优解,实现簇头选择。通过簇头组成骨干网,实现无线传感器网络拓扑控制。实验结果表明,所提方法能够保证拓扑结构的连通性与骨干网健壮性,延长网络生命周期。     

基于概率图理论的无线传感器网络覆盖性与选路策略研究

针对无线传感器网络中节点传感半径、节点传输半径与连通覆盖性之间的内在联系问题,基于几何概率理论,提出并证明了一个传感半径尺度刻画,若节点传感半径满足该尺度刻画,则监测区域内的每一个目标点,在任何时刻都能以渐近于1的概率落在至少一个传感器节点的感应范围内.另外,分析了无线传感器的连通覆盖问题,提出并证明了一个节点苏醒概率不等式,其可作为网络连通性不受到破坏的判断尺度和临界门限.最后文章在满足无线传感器网络连通必要性的前提下,基于图论模型,提出了一个无线传感器网络的选路策略并作了比较分析,得出简要结论.     

无线传感网络覆盖中网络拓扑结构设计方法

无线传感网络覆盖可以合理分配网络的空间资源,更好地完成环境感知、信息获取等任务,当前无线传感网络覆盖方法不能对传感网络进行全面覆盖。提出一种新的用于无线传感网络覆盖的网络拓扑结构设计方法,将层次型拓扑结构作为无线传感网络拓扑基本结构,对其进行详细分析后,提出能量高效的拓扑控制算法:以同一概率周期性随机选择簇头,令无线传感网络的总体能量消耗均衡分配至各传感器节点中,实现簇中成员节点数据的均衡分布,完成无线传感网络拓扑结构的设计。实验结果表明,设计的网络拓扑结构可以合理调节传感节点的距离,可以覆盖整个无线传感网络,减少重复覆盖,具有很好的覆盖优化效果。     

多自适应波束天线节点的最优组网拓扑控制

自适应波束天线由于其发射接收具有强指向性的特点,其网络拓扑控制问题、方法与全向天线存在较大不同。针对节点安装有多个空间均匀分布的自适应波束天线进行组网通信时的拓扑优化控制问题,建立了自适应波束天线和网络节点通信的数学模型;对拓扑优化控制的问题进行了分析,其问题本质是对节点安装的多部天线进行最优化链路分配。以网络通信质量的量化计算作为目标函数,提出了一种基于0-1规划的拓扑控制优化模型,并对网络连通性进行了分析,给出了两节点连通以及整个网络连通的充要判决条件。最后给出了2种不同节点数情况下的仿真计算结果,并通过穷举法验证了模型计算结果的正确性。     

基于ASP.NET技术的无线传感器网络监控系统的设计

在TI公司CC2530芯片和ZigBee协议栈基础上,建立了一个简单的无线传感器网络(WSN)监控系统。由于无线传感器网络是一个多跳自组织网络,在网络运行中极易发生故障,因此需要一个监控系统随时监测网络节点的状态以及能耗情况。监控系统是基于ASP.NET技术的无线传感器网络监控系统能够实时监测节点状态及信息,并将网络拓扑结构动态展示出来,方便开发者和用户查看节点信息、监测节点状态,及时的发现网络故障。系统基于Web的B/S模式,运用ASP.NET和SQL Server2012数据库开发技术,实现了用户登录模块、修改密码模块,以及显示无线传感器网络网络拓扑结构、单个节点的节点信息以及能量消耗等模块。用户可以根据系统搜集的各类信息,实时掌握各个节点设备的状态信息和能耗状态,如若节点发生故障,可及时做出诊断。     

基于小世界现象的无线传感器网络拓扑优化

拓扑优化对提高无线传感器网络的性能具有重要意义,算法RLOC(Removing superfluous Linksto Optimize the Cluster)利用小世界现象对基于节点随机分布的无线传感器网络进行拓扑结构优化.RLOC算法基于对边的介数和集聚系数的分析,有选择性地删除一些多余的边.仿真表明此算法能够在保持整个网络连通的前提高下使网络拓扑结构简化,并显示出明显的簇结构,而整个网络平均跳数的变化不大.     

WSN中一种基于博弈论的拓扑控制算法

针对无线传感器网络的特点,提出了分簇无线传感器网络中一种基于博弈论的拓扑控制算法.以节点度和节点的剩余能量为参数建立收益函数,以各节点的发射功率作为代价函数,在保证网络连通性前提下,各节点通过调整发射功率达到各自效用的最大化.理论分析和仿真结果表明,所提算法存在纳什均衡,能够根据节点的剩余能量,自动调整各自的发射功率,...     

无线传感器网络节点调度技术研究

探讨了无线传感器网络的节点硬件体系结构和网络体系结构;论证了无线传感器网络节点调度的必要性和价值;从网络覆盖度及连通性等角度分析了若干较有代表性的节点调度算法.