分布式TOPKAPI模型的数值解法及其应用

为了提高分布式TOPKAPI模型的计算精度,用数值分析的方法对模型非线性水库方程进行求解.通过分析得出非线性水库方程的一般格式,运用四阶龙格库塔算法建立求解数值解的递推关系式,并且通过变步长链提高算法的效率,保证递推关系式的收敛和稳定.利用变步长的四阶龙格库塔算法在1 km网格精度下对布柳河流域进行洪水模拟,模型率定期和检验期的确定性系数分别达到了0.908和0.912.     

一种卡尔曼滤波算法的无线传感器网络仿真模型

受无线传感器网络通信节点和位置等因素影响,大量移动或者固定的传感器节点间的通信链路受限且不利于大块数据传输。为解决该问题,分析了典型的传感器节点体系结构,在OPNET平台上建立基于卡尔曼滤波算法的仿真模型。重点研究卡尔曼滤波算法对信号的跟踪性能,进而分析在传输过程中的网络时延和吞吐率以及误码率等统计量曲线图,分析算法的稳定性。仿真结果表明,误码率保持在10-5次方数量级,丢包率在10-2次方数量级,端到端时延控制在1 s内,很好地验证了该仿真模型的有效性和逼近性。     

基于NS3的LEACH协议仿真与改进

LEACH协议是无线传感器网络中经典的分簇算法,但LEACH协议中簇首是随机产生的,存在簇首分布不均、网络拓扑和能量消耗不均衡的问题.基于此提出的LEACH-ER算法采用动态的簇首选举机制,将代表簇首间地理位置的RSSI信息和节点剩余能量引入选举权值,以均衡能量消耗和优化簇首分布.仿真结果表明,与LEACH算法相比,LEACH-ER算法有效地均衡了节点能耗,提高了能量利用率,从而大大地延长了网络寿命.     

无线传感器网络中FSK的电池能耗分析

基于无线传感器网络中周期性数据传输的通信任务,本文探讨采用FSK调制技术时两传感器节点之间通信链路上的电池能耗问题,针对不同的电池耗能模型、不同电路操作模式和不同传输信道情况下的电池能耗进行理论评估和数值仿真比较。结果表明,实际电池能耗总比理想化电池能耗要大;多模式比单模式电路操作节能;在相同的系统参数下,Rayleigh衰落信道环境中的能耗比路径损耗信道中的能耗大得多。     

无线移动Ad Hoc网络的一种节点定位模型

给出了无线移动AdHoc网络的一个节点定位概率模型,证明了当平面网络中的已知节点达到一定的数量要求时,通过模型算法可以充分准确地确定未知节点的位置.通过仿真分析,说明该模型在实际中是可行的、有效的;并且分析了节点移动性对未知节点定位的影响,得出未知节点的定位是随着其移动速度的增大而变得愈加困难,而随着其与已知节点的通信距离的增大而变得愈加容易的结论.     

Rayleigh信道中PPM方案的优化仿真研究

在无线传感器网络技术研究中,为了延长网络节点的工作寿命,节能设计非常重要,其中所采用的调制技术及其参数的选取是影响节点电池能耗的关健技术之一.在本文中,我们借助数值仿真方法,对应用在无线传感器网络中的脉冲位置调制(PPM)节能方案进行参数优化,使Rayleigh信道中两节点通信链路电池能量消耗最小.仿真结果表明,对任意可取的通信传输距离,参数优化后的PPM方案的节能性能得到很大提高.     

基于异步MAC协议的WSN节点通信能耗模型的研究及应用

为进一步减小采用B-MAC协议无线传感器节点的能量消耗,对无线通信模块接收、发送、监听、休眠的电流消耗和时间特性进行了实验测试. 并根据异步MAC协议的特点,将网络负载参数进一步细分,引入节点发送间隔、接收间隔、每次发送字节数、每次接收字节数这4个参量,同时考虑节点接收信号时所处状态的概率建立通信能耗模型,并给出能耗模型的最优解析解,使得能耗参数在不同网络负载和收发间隔下达到最优. 实验结果表明,采用能量最优参数的B-MAC协议比普通B-MAC协议的能量消耗更少,明显减少了WSN节点在通信过程中能量的消耗,延长了节点的工作寿命.      

一种激光目标探测系统的模型仿真

为对激光探测系统的科学设计和性能评估提供有效指导,针对一种激光目标探测系统进行仿真建模,分析并建立了激光回波功率和光电转换模型,利用所建立的模型对探测系统进行仿真,经样机试验数据验证所建模型有效可行。通过对特定典型目标的仿真可以推断该激光探测系统能实现对目标的准确识别,并可以通过回波波形的差异区分具有不同外形的目标。     

MA模型两种初估计方法的仿真比较

MA模型的参数估计通常分两步进行,先寻求参数的具有一定阶的相合估计量,称为初估计,之后以此初估计为始值进行搜索,以得到参数的最大似然估计,习惯上,称之为精估计,作为最终的估计量,所以如何寻求好的初估计是有意义的。本文的主要目的是对常用的两种初估计方法进行模拟比较,以得出一些有一定价值的经验,为以后的研究打一个良好的基础。本文首先简单介绍了两种初估计方法,之后对一个具体的MA(4)模型,在不同样本量、不同白噪声的场合下,进行仿真实验,最后,基于模拟的结果给出了一点建议。     

一种改进的无线传感器网络安全路由及其仿真

路由是提高网络性能,保证通信可靠传输的重要一环.在总结现有声誉值路由模型的基础上,设计了一种改进的基于可信值评估的自适应加异常冻结路由传输方案DO3,并与前人提出的定向扩散路由DD、基于簇的路由LEACH、基于地理路由GEAR、入侵容忍路由INSENS、位置感知的信任路由TRANS等进行了仿真对比.结果表明,改进方案具有良好性能.     

一种基于LEACH的无线传感器网络改进路由算法

延长网络的生命周期是无线传感器网络研究中的重要问题,针对经典LEACH路由算法分簇机制中存在的不足,提出了一种改进LEACH算法.该算法分簇机制综合考虑了节点的状态以及分簇机制带来的开销,它通过计算每轮网络能量消耗速度来动态调整分簇的策略以减少了分簇机制产生的开销.改进协议将每轮分为簇的建立、簇问路由的形成、簇头簇内的调整和数据的稳定传输阶段4个阶段.仿真结果表明该算法提高了网络的能量效率,延长了网络的生存周期.     

无线传感器网络的特点及其能量优化策略

无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络,是一种以采集数据、发送数据和通信为目的的新型网络;能量优化策略是在一定的分簇算法基础上提出的,也就是在网络中的节点按照一定的分簇算法形成簇后,再应用优化策略,能够为网络节省能量,从而延长网络的生存期;介绍了无线传感器网络的特点,并提出了一种能量优化策略,以进一步减少能量消耗。     

Multi-objective optimization sensor node scheduling for target tracking in wireless sensor network

Target tracking in wireless sensor network usually schedules a subset of sensor nodes to constitute a tasking cluster to collaboratively track a target.For the goals of saving energy consumption,prolonging network lifetime and improving tracking accuracy,sensor node scheduling for target tracking is indeed a multi-objective optimization problem.In this paper,a multi-objective optimization sensor node scheduling algorithm is proposed.It employs the unscented Kalman filtering algorithm for target state estimation and establishes tracking accuracy index,predicts the energy consumption of candidate sensor nodes,analyzes the relationship between network lifetime and remaining energy balance so as to construct energy efficiency index.Simulation results show that,compared with the existing sensor node scheduling,our proposed algorithm can achieve superior tracking accuracy and energy efficiency.     

A timeslot assignment scheme for cluster-tree based wireless sensor network

<正> Many efforts have been made to develop time division multiple access (TDMA) slots allocation in amulti-hop converge-cast wireless sensor network (WSN),however,most of them either use complex algorithmor concern frames only without simultaneous transmission in a single slot.In this paper,we presenta timeslot assignment scheme for cluster-tree-based TDMA WSN,covering three frequently used workingmodes in practical applications.The shortest frame formed can guarantee real-time communication and isalso facilitated for message and slot integration,since timeslots allocated to a single node are continuous.During allocation processes,the algorithms are distributed and light-weighted.The experiment resultedfrom a WSN prototype system shows that our scheme can achieve a good reliability.     

一种适用于节点功率非对称WSN的改进S-MAC协议

针对节点功率非对称的无线传感器网络中的隐终端问题,提出在RTS/CTS机制基础上增加广播Bandwidth Reservation（BRES）消息的改进协议。在改进协议中,通信节点的邻居节点根据侦听到的CTS消息动态广播BRES消息,使得与通信节点连接非对称的高功率节点在接收到BRES消息后推迟自身发送任务,从而避免了隐终端问题。仿真结果表明：相比SMAC协议,改进协议减少了低功率节点的数据冲突并降低了其到目的节点的端到端延迟,提高了低功率节点和网络的吞吐量。     

无线传感器网络复数域网络编码合作多路径算法

分析了合作多路径传输中的复数域网络编码问题.提出了在WSN转发节点中使用复数域网络编码和合作多路径机制(CFNC-CM)进行数据分组的传输和转接机制,复数域网络编码的数据分组由中继转接节点进行编码后再转发到多路径进行数据分组的传输.通过仿真实验对2种典型的路由协议在数据分组开销、数据分组传输率和网络生存期等测量参数方面进行了性能分析和比较.仿真实验结果表明:CFNC-CM机制能较好地用于WSN网络中,相对传统机制,CFNC-CM机制能提高5%~15%的性能.     

基于TETRA与ZigBee的无线传感器网络研究

文章使用TETRA集群数据通信系统开放的PEI数据端口,与ZigBee无线传感器网络中的主节点相衔接,可以构成一种基于TETRA和ZigBee的二级无线传感器网络。通过相应的研究及实验证实,该网络能够完成远距离、大规模及低成本的传感器数据传输,较好地满足了某些特殊应用场合的需求。     

一种基于HMM的WSN先验事件分析模型

为了充分利用仿真过程中产生的有用数据,研究了利用隐马尔可夫模型对节点状态的识别方法.针对无线传感网络的特点,通过对Baum-Welch算法进行扩展,设计了一种节点事件识别算法.详细论述了该算法中状态约束、观察窗口的处理方法.深入分析了事件识别算法中节点数据获取、状态建模、隐状态推导等关键问题,并对该算法的时间、空间复杂度进行了解释.设计实现了一种无线传感网络仿真平台,验证了算法的有效性和实用性.     

无线传感器网络中时效性优化的GEAR路由协议

在无线传感器网络中,数据路由是各种应用的基础,基于能量感知的地理路由协议(GEAR)虽然可以在一定程度上均衡节点间的能量负载,但不适用于节点初始能量不同的异构网络,而且其折线效应会显著增加数据路由的延时。文章提出一种改进型GEAR路由协议,基于节点的剩余能量进行路由选择,同时对代价函数引入自适应调整策略,从而使协议同时适用于同构和异构网络,消除折线效应,提高数据路由的时效性,仿真结果证明了协议的有效性。     

一种基于PEGASIS协议的路径优化方法

为了解决PEGASIS协议使网络容易陷入局部最优而所形成的链路较长的弊端,提出一种有效的基于PEGASIS协议的路径优化方法对链路进行优化,得到更短的全局最优路径,有效减少网络通讯距离.最后使用matlab进行验证,将其验证结果与PEGASIS协议进行比较,基于PEGASIS协议的路径优化方法能提高网络的生存周期,平衡各节点的能量消耗.