上行多点协作网络中的最优回程链路容量分配

基站节点间回程链路的有限容量制约着蜂窝移动通信系统中多点协作网络的性能。为了有效利用回程链路容量资源,提高节点协作增益,该文以上行多用户的两节点协作网络单元为研究对象,提出了一种基于压缩—转发及用户配对的多点协作多载波传输方式;建立了在回程链路容量有限的约束下,用户配对、载波映射、压缩噪声设计及载波间回程链路容量分配的联合优化问题;提出了一种基于轮换优化的低复杂度求解算法。仿真结果表明:与随机及均等资源分配方法相比,该算法可在有限回程链路容量条件下有效提高网络的和速率。     

基于Anycast的无线传感器网络多基站路由算法

提出了一种基于多基站的无线传感器网络Anycast路由算法,算法为网络中每个基站都建立一棵自己的Anycast树,网络中所有节点选择路径开销最小的邻居节点加入到对应基站的Anycast树中.该Anycast多基站路由算法可以根据不同的网络时延需求设置不同的权重参数来选择最优的路径,以达到实现不同时延要求无线传感器网络的应用.所有源节点采集的数据根据其加入的Anycast树的树状结构进行数据传输并送达基站.仿真实验表明:提出的Anycast路由算法在多基站的无线传感器网络中可以有效降低网络能耗和明显延长网络生命周期,较好地解决多基站的无线传感器网络架构通信模式问题.     

基于移动Agent的无线传感网络拓扑控制策略

针对目前无线传感网络拓扑控制算法中未考虑节点能耗问题,提出基于移动Agent的无线传感网络拓扑控制策略,并采用移动Agent洪泛获取网络拓扑信息的方法.该方法由sink节点洪泛拓扑发现Agent进行拓扑发现,由拓扑汇报Agent将拓扑信息传送至sink节点,并根据节点剩余能量动态选择簇头.仿真结果表明,该方法簇头分布均匀合理,能够有效节约网络能耗.     

ZigBee无线传感器网络节点部署策略研究——面向数字农业信息采集

ZigBee是一种新兴的无线网络技术,数字农业具有偏远、分散、易变、多样等特点,基于ZigBee技术的无线传感器网络是实现数字农业信息采集的最好方式之一。根据ZigBee无线传感器网络部署规划的原则,结合中国数字农业的现状,针对不同的数字农业信息采集空间结构,分析研究了几种ZigBee无线传感器网络节点的部署方案,计算了每种网络拓扑部署方案的最大网络容量和网络延时等参数指标,提出了一种面向数字农业信息采集的ZigBee无线传感器网络节点部署策略。该策略对无线传感器网络的拓扑结构没有特定的要求,可以支持随机部署或人工部署的ZigBee无线传感器网络。     

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.     

无线传感器网络LEACH路由协议的簇头多跳算法

针对无线传感器网络LEACH路由协议簇头分布不均匀、网络拓扑和能量消耗不均衡的问题,提出基于DCHS簇头选择策略的无线传感器网络LEACH路由协议的簇头多跳算法LEACH-MUL。该算法在非簇头节点中选择一个节点作为通信簇头节点,其它簇头节点进行融合后的数据发送到该簇头节点并进行数据再次融合,最后通信簇头节点将数据融合后的结果数据发送到基站BS。LEACH-MUL算法能够有效地均衡节点能耗,提高能量利用率,延长网络寿命。     

蓝牙自组织无线传感器网络的研究

蓝牙无线自组织网络拓扑构成复杂且移动性强,现行的蓝牙规范并未对其拓扑构成作详细的说明。为此提出了基于蓝牙技术的自组织无线传感器网络的体系结构,阐述了系统的节点构成与硬件设计,提出了一种简单有效的网络拓扑构成算法与路由机制。实验表明,该蓝牙网络拓扑构建算法实现简单,网络拓扑创建时间为经典算法的85%,拓扑动态维护方便。     

无线传感器网络中基于HEED的多层分簇路由算法

基于HEED算法中簇首与基站通信能量消耗过大的问题,提出了一种新的成簇路由算法.在参考HEED路由算法的基础上,整合多层分簇的思想,通过在网络拓扑的底层构建多个簇头节点的簇集合、在拓扑的顶层构建多跳转发机制,提出基于HEED的多层分簇路由算法.实验表明,该算法在簇头节点分布和网络生存时间方面较已有的算法有较大的提高.     

WSN中基于一次预共享密钥的安全管理方案

无线传感器网络在部署初始阶段,由于未被恶意者察觉,或者破解存在难度,节点通常能够在一定时间内具有抵抗劫持的能力．基于此分析提出一种适合于静态网络的基于一次性预共享密钥的安全管理方案SMOPK,方案在无线传感器网络部署的初始阶段利用一次性预共享密钥进行密钥协商等,从而在相邻节点间建立保密的安全连接,建立与实际拓扑一致的安全拓扑．分析表明SMOPK方案具有开销小、安全性强的特点,适合于静态无线传感器网络的安全要求．     

基于SVD的无线多媒体传感器网络图像压缩机制

针对无线多媒体传感器网络图像压缩问题,从节点协作特性出发,提出了一种基于奇异值分解的图像压缩传输方案.首先研究了基于SVD的分块图像自适应压缩算法,以平衡网络能耗为目标,将相机节点和普通节点按照角色分工,协作完成图像采集、压缩和传输工作.相机节点负责采集图像信息,然后将图像分块发送给簇内普通节点;簇内普通节点对分块图像进行自适应压缩并将数据发送给簇头节点;簇头节点再将压缩后的数据转发至基站.仿真结果表明,提出的网络拓扑方案和图像压缩传输机制极大地缓解了图像采集节点的能耗压力,有效地平衡了网络的节点能耗.与JPEG2000协同图像压缩方案相比,基于SVD的图像处理方案的网络总能耗更少;且后者能够有效地对图像进行压缩传输,平衡网络能耗,延长整个网络的生命周期.     

拓扑结构对网络承载能力的影响

 通过建立3 种典型的复杂网络模型及对应的输运模型,数值计算并仿真试验拓扑结构指标和网络承载能力的变化.结果显示:3 种网络承载能力的数值计算结果和仿真试验结果基本吻合;核心节点的存在使得无标度网络的节点最大介数值所占比重高于其他网络,导致网络的承载能力最小;随机网络的节点最大介数值所占比重低于其他网络,导致承载能力最大;随着平均度的增大,各类型网络承载能力增加明显,但各种拓扑结构指标对承载能力提升的贡献不同.     

无线mesh骨干网络的路由与调度联合优化算法

在基于TDMA的无线mesh骨干网络中,考虑路由和调度的联合优化问题,最大化系统频谱利用率.综合考虑了节点业务、路径平均容量以及干扰等因素,提出了一种新型路由策略.对于汇聚网关的业务模式,提出了一种基于网关瓶颈极大团相关性的链路调度策略.考虑路由算法和调度算法的联合优化,设计了链路调度模块和路由模块的信息交互策略.仿真结果表明,该联合算法对于各种节点业务分布和各种干扰环境,均可很好地提高系统频谱利用率,在保证一定通信速率的情况下,节省了能量,实现绿色环保通信.     

Topology Optimization for Urban Traffic Sensor Network

This paper presents an optimized topology for urban traffic sensor networks. Small world theory is used to improve the performance of the wireless communication system with a heterogeneous transmission model and an optimal transmission radius. Furthermore, a series of simulations based on the actual road network around the 2nd Ring Road in Beijing demonstrate the practicability of constructing artificial ＂small worlds＂. Moreover, the particle swarm optimization method is used to calculate the globally best distribution of the nodes with the large radius. The methods proposed in this paper will be helpful to the sensor nodes deployment of the new urban traffic sensor networks.     

无线回传网络中队列感知在线功率分配策略

无线回传技术因其能大幅降低运营商成本开销、给用户终端提供根本上的灵活性并提高网络整体频谱效率等优势,是下一代移动网络中具有前景的解决方案之一。通过利用李雅普诺夫(Lyapunov)优化框架和凸优化理论,提出了一种基于队列感知的带内全双工无线回传网络功率分配算法。该算法在每个离散的资源调度时隙内,通过综合考虑信道和队列状态信息,动态地为各用户的接入链路和小基站的回传链路分配功率,以实现在保证网络稳定性和满足各用户服务质量需求的同时,最大化网络平均和频谱效率。此外,理论分析和仿真结果显示,所提出的算法可通过调整引入的控制参量的取值灵活地实现时延与谱效间的动态平衡。     

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。     

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。     

离散萤火虫算法在车载网的应用

车载自组织网(Vehicular ad hoc network,VANET)是移动自组织网络之一,具有节点变动迅速、拓扑结构灵活、通信能力要求较高的特点。为提高车载自组织网络的可靠性,实现数据的安全共享和快速交互,将离散萤火虫(DFA)算法应用求解车载网络中具有服务质量约束的多播路由问题。根据VANET的路由特点,将该问题转化为延迟成本最小化约束优化问题,并将车载网络路径时延转化为萤火虫的荧光素值,然后将该算法用4个实例进行测试,并与Dijkstra最短路径算法、粒子群优化算法进行比较。研究结果表明:离散萤火虫算法性能更佳,可有效解决VANET中Steiner minimum tree(SMT)问题,成功取得最优路径。该算法在一定程度上稳定了网络拓扑结构,能够实时更新节点信息。     

遗传算法在光网络动态流量重构疏导中的应用

针对当前网络的动态业务,提出动态业务流量的重构疏导方案,并给出改进的遗传算法.此算法能通过调整网络的逻辑或物理拓扑结构以适应各种动态变化的业务.实验结果表明:改进的算法能搜索到较优的结果,即添加较少的ADM和波长就可使网络继续承载所有新、旧动态业务.但是算法复杂度较高,因而消耗的时间较多.     

一种结合路由转发与拓扑管理的节能算法

针对休眠调度的节能算法对按需Ad Hoc网络的路由考虑不足的问题,提出一种结合路由转发与拓扑管理的节能算法(joint routing and topology management,JRT).该算法将按需路由协议的路由操作与休眠调度建立关联,增加节点对网络业务的预知能力.为了保证网络的连接性,JRT采取一种保守的局部分割避免方法,从而既能够提供优良的网络服务能力,又可以有效节约能量消耗.模拟实验表明,JRT能够灵活适应网络业务状况,同时提供较好的服务能力和节能效率.     

k-不相交路径的容错拓扑控制算法

针对无线传感器网络中拓扑控制算法优化目标单一的问题,提出一种既能优化网络能量效率,又能保证网络容错性的k-不相交路径的容错拓扑控制算法.首先,构建传感器节点到sink节点的k条不相交路径,通过增加冗余链路以提高网络的容错性;其次,选择路径能耗、路径中节点功率的标准差及路径跳数检测路径质量;最后,建立多目标规划,并利用智能优化算法对其进行求解,根据k值的不同对路径进行择优选择以达到降低网络能耗并延长网络寿命的目的.仿真实验结果表明,由该算法构造的网络拓扑能有效降低网络能耗,延长网络寿命并提高网络的容错性.