基于量子遗传算法的无线传感网络路由优化

考虑到无线传感网络(WSN)传感器节点的能量有限性,分析了WSN的网络模型和能量模型,提出一种基于改进量子遗传算法的路由优化算法.利用复杂连续函数测试,验证了算法的性能和可行性.经仿真分析,证明该算法应用于WSN路由优化问题时,能更快速和更稳定地求解最小能量代价的数据传输路径,从而减少WSN传感器节点的能量消耗,延长整个WSN网络的使用寿命.     

基于低能耗高效无线传感器网络路由协议研究

针对无线传感器网络能量利用率低和通信质量不高等问题,提出了一种高效低能耗的WSN路由协议.在簇头选取阶段综合考虑了节点的剩余能量、节点的密度、节点的传包成功率等因素,在簇内通信方案上提出了混合路由通信方案,簇间通信在链头选取上考虑了链头自身能量值、链数据传输代价、链头传包成功率以及链头与基站的距离等.并提出了丢包策略.仿真结果表明:该算法能有效均衡节点能耗,提高传输数据包成功率,提高通信质量,延长网络生命周期.     

基于拥塞控制的无线传感网蚁群最优化路由协议

无线传感网络（wireless sensor network,WSN）存在网络拥塞问题,并且网络的拥塞会造成丢包和能量的急剧损耗.针对网络拥塞问题,在高效节能蚁群路由(energy-efficient ant-based routing,EEABR)算法的基础上,提出基于拥塞控制的EEABR路由协议的改进的EEABR(improved EEABR,IEEABR)算法,该算法的核心是利用媒体访问控制（media access control,MAC）层上的包队列长路信息作为衡量拥塞度的标准,并作为寻找最优路径的判据之一.仿真结果表明,该算法具有投递率高和端到端时延小的特点,适合作为WSN的路由协议.     

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.     

基于多包传输的网络控制系统控制器设计

考虑传感器到控制器通道上时延和丢包的非均匀分布特性,建立了基于多包传输的连续时间网络控制系统模型.通过定义Lyapunov泛函,并应用Jensen不等式,提出了具有非均匀分布的时延和丢包的网络控制系统镇定控制器设计方法;同时将该结果扩展到控制器到执行器通道存在非均匀分布时延和丢包的网络控制系统中.对于传感器到控制器通道和控制器到执行器通道同时采用多包传输的情况,本文提出的控制器设计方法依然可行.数值例子验证了本文给出的控制器设计方法的有效性.     

基于量子粒子群优化PI模型的主动队列网络拥塞控制

为了解决无线传感器网络拥塞引起的丢包率高和网络吞吐率过低,从而引起网络能量有效性和服务质量QoS降低的问题,提出了一种基于改进PI主动队列管理模型和量子粒子群(Quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)的拥塞控制方法.首先定义了改进的PI主动队列管理模型,然后为了对PI模型进行优化,采用改进的多种群量子粒子群算法对PI主动队列管理模型中的参数优化,并对该算法进行了描述,从而得到优化的PI控制模型.最后定义了多种群量子粒子群算法和PI主动队列模型对网络拥塞进行控制的具体算法.实验结果表明:该方法能有效实现WSN的拥塞控制,与其它方法相比,具有较低的数据丢包率和较大的网络吞吐率.     

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.     

传感器网络节点分层动态ID分配算法

集成了传感器、微机电系统和网络3大技术而形成的无线传感器网络（WSN）是一种全新的信息获取和处理技术。无线通信模块是WSN节点最耗能的部件,节点标识是WSN节点每次通信必不可少的,减少发送数据量能够明显提高节点使用寿命,从匿名网络的角度考虑传感器网络节点分配问题,在分析了现有未知匿名网络标识分配算法缺陷的基础上,指出命名算法实现过程的3个阶段,并提出一种新的具有高效节能特性的分布式传感器网络节点分层动态ID分配（LDIA）算法,应用NS2仿真环境对该算法进行了验证,并同DFS算法、0—1-Split算法、L—P算法以及W＆L算法对比,仿真研究结果表明,该算法不仅能够满足WSN部署方便、成本低廉、灵活的可扩展性,而且具有高效、节能等特性。     

一种大概率强连通鲁棒性的无线传感器网络构造算法

针对无线传感器网络的软硬件必须具备鲁棒性、抗毁性和容错性的特点提出了一个具有大概率强连通鲁棒性的无线传感器网络构造算法并进行了仿真分析.该构造算法不仅具备WSN所要求的鲁棒性、抗毁性,而且也兼顾到传感器节点能量保护和网络功率控制.     

基于NS2的固定和移动节点的无线传感网络的仿真

随着农业物联网的快速发展,对于无线传感器网络(WSN)的要求越来越高,建立移动和固定节点相结合的WSN越来越重要.在100m*100m的场景中,对Zigbee组成的移动和固定节点相结合的WSN进行组网仿真.在该场景中,建立9个节点,其中8个为固定节点1个为移动节点,通过NS2仿真软件,分析了丢包、延时等网络性能,为建立移动节点和固定节点相结合的WSN提供了理论支撑.     

用于无线传感器网络的比例公平队列调度算法

提出了一种适用于无线传感器网络的比例公平队列调度算法,该算法以不同业务类别的平均分组到达率为依据,通过为不同业务类别分配服务配额,在加权轮询调度(WRR)算法的基础上可实现比例公平的平均公组传输时和平均分组丢弃率.由于所提算法仅以不同业务类别的平均分组到达率为依据,无需执行加时间戳、根据时间戳排队等复杂操作,所以更适用于资源受限的无线传感器网络率搭建的实际环境测试发现,当以平均分均传输时延为评价参数时,所提算法可实现比例公平分组传输时延,当所有队列都发生丢弃且以平均分组丢弃率为评价参数时,可实现比例公平的平均分组丢弃率.     

数据采集中延长WSN生存周期的研究与实现

无线传感器网络的生存周期将直接影响其在物联网中的应用价值,针对该问题进行了深入研究,最终实现生存周期的有效延长.通过组建简单稳定路由,为MAC层提供鲁棒通信路径的基础,从低功耗和减少数据包冲突概率两个角度出发,设计了周期性唤醒机制和FHPR算法.周期性唤醒机制使节点可以长期处于超低功耗状态;FHPR算法包括跳频列表和数据包重组机制两部分,前者有效减少冲突概率,后者在减少冲突概率的同时有效降低功耗.实验结果表明:由自主研发的节点组建成的无线传感器网络可以稳定运行,生存周期被有效延长.     

能量有效的无线传感器网络数据收集协议

针对无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)中数据收集易丢失的特点,提出了一种能量有效的数据收集协议?该协议引入链路质量门限来构造骨干投递网,提高链路可靠性?在构造算法中分配的核结点和非核节点分别采用2种不同的时隙调度表来进行数据传输,该调度算法让暂时不参与数据传输的节点进入睡眠模式,降低节点能量消耗?协议采用管道投递(pipeline delivery)模式进行数据传输,避免传输过程中的互干扰?TOSSIM实验仿真表明,与CTP(collection tree protocol)协议相比,该协议在不计算睡眠调度算法获得的能量增益情况下,仍获得较好的传输开销和更高的能量利用率,减小了网络整体能耗?     

通过切换算法提高AODV协议的性能

在A d Hoc网络中,节点的频繁移动导致链路经常失效,AODV路由协议对失效链路反应速度过慢,使网络中报文丢失率增加以及端到端平均传递时延增长。为了解决这个问题,文章提出了一种路由切换的算法。使活动路由中的每个节点收到数据报文时估算链路的状态,如果发现正在使用的链路即将失效,则节点在链路失效前将相关路由信息切换到合适的节点上。通过ns-2对增加切换算法的AODV协议进行仿真,结果表明,在节点移动的情况下,改进后的算法明显提高了AODV协议的报文投递率,降低了端到端平均传递时延,而路由开销仅有少量的增加。     

无线传感器网络节点协作的节能路由传输

针对无线传感器网络(WSN)中数据传输低能耗的需求,提出了一种节点协作的节能路由传输(ECGR)算法.该算法由以下2个方面构成:在物理层,WSN根据数据包循环冗余校验功能获得能够正确解包的节点,然后利用竞争选取算法推举出簇头节点,并通过与簇头节点进行信息交换,形成协作节点簇,从而进行协作发射信号,最终实现多节点分集增益;在网络层,协作节点簇利用基于地理位置信息路由算法,促使数据包始终向目的节点路由,避免了数据包路由向其他方向扩散.与其他同类算法相比,ECGR算法不仅增加了节点簇的传输距离,而且降低了网络整体能耗,并将能耗平衡分布于诸多节点,进而延长了网络寿命.仿真实验表明,当节点密度为0.03时,历经400次仿真,ECGR算法的节点存活率比基于地理位置的路由算法提高了70％.     

WSN中IPv6路由算法的研究

在无线传感器网络中,节能是首要考虑的问题,如果使用IPv6,则传输报头消耗了大部分的能量.根据IPv6报文的特点,提出了一种IPv6报文压缩算法,该算法能够较大程度地降低节点发送数据消耗的能量,从而延长节点的使用寿命.     

基于动态门限的定向扩散算法

通过对无线传感器网络节点传输能耗模型的分析,在研究时间敏感应用的基础上,提出了一种基于动态门限机制的控制方法.利用采样数据内在的相关性、无硬门限特性,并根据采样数据的发送间隔实现了门限的动态调整,以改进基本的定向扩散算法.仿真实验表明,所提算法能减少节点无线传输的次数,可使无线传感器网络节点的生命期延长30%,它随采样数据的变化动态地调整门限值,从而满足了时间敏感应用的要求,适合于一次性查询和持续性查询.     

移动IP切换技术研究

移动IP使得移动终端在不同子网间移动时既不中断通信,又不用改变IP地址,是解决无线网络融合的较好方案.但是移动IP切换时延较大,需要改进.在总结了目前移动IP/分级移动IP常用的切换技术后,分析对比了这些技术的优缺点,得出了移动IP/分级移动IP体系结构上的缺陷;最后针对分级移动IP提出了一种分布式FA管理算法,解决了GFA管理区域业务量平衡问题,并提高了系统鲁棒性.