一种信号强度感知的Ad Hoc网络节点移动控制算法

针对Ad Hoc网络节点具有的可移动的特点,提出了一种基于接收信号功率的移动控制算法.该算法是在无法获取节点位置信息的情况下,对网络拓扑进行优化配置.文中定义了基于接收信号强度的性能函数,当节点位于该函数的最小值点时,传输数据所需的能量消耗最小.可将该函数取得最优解的位置作为节点移动的目标位置,并根据检测到的接收信号强度逐步搜索到该位置.实验结果表明,在位置信息未知的情况下,可通过该算法找到节点移动的目标位置从而减少传输能量的消耗.     

一种基于无线传感器网络的分布式目标跟踪算法

将无线传感器网络与接收信号强度指示测距技术相结合,研究了移动目标的分布式跟踪算法。根据传感器节点与移动目标的相对位置,将节点动态组织成簇,簇头节点作为簇的数据处理中心,利用扩展卡尔曼滤波形成对移动目标位置的本地估计。随着目标的移动,本地估计在簇头节点间传递。仿真结果表明,基于无线传感器网络的分布式目标跟踪算法在精度、收敛性和实时性等方面达到很好的跟踪效果。     

无线传感网络多节点通信链路质量检测算法

为提升无线传感网络的扩展性和通信性能,研究无线传感网络多节点通信链路质量检测算法。基于稳定路由协议设计了无线传感网络多节点通信链路质量检测算法,利用通信节点分析报文确认邻居节点间距,通过非参数局部线性核平滑方法依据邻居节点间距建立信号获取平滑后的信号接收强度。判断无线传感网络中的节点是否来自上游节点分组的平滑后信号接收强度后,采取滑动窗口局部多项式拟合方法建立链路质量检测模型,通过链路质量检测结果判断无线传感网络中该链路中通信节点移动状态,通过通信节点移动状态判断链路质量。实验结果表明,采用该算法可准确检测无线传感网络多节点通信链路质量,且在节点数量增加时检测效果依然良好,具有较好的扩展性。     

一种具有稳定链路的幂律可调WSNs无标度容错拓扑算法

针对固定幂律WSNs无标度容错拓扑不具普适应的问题,采用节点批量到达的Poisson网络规模以及节点吸引度规则,提出幂律可调的WSNs无标度容错拓扑算法APSL.该算法利用接收信号强度值建立通信链路,避免了网络中的不稳定链路,并通过调节拓扑参数,构建出了幂律指数在(1,+∞)的无标度容错拓扑.实验结果表明,APSL算法能够提升网络链路的稳定性,同时还能够满足网络多样化容错需求.     

LLN中移动感知的节能父节点选择算法

针对低功耗有损网络现有移动性支持路由算法中父节点切换频繁、移动检测机制使用不可靠的瞬时路由度量、未考虑链路质量对能耗影响等问题,提出一种基于剩余通信时间(Remaining Communication Time, RCT)的移动感知节能父节点选择算法。首先,为了降低父节点切换次数并节省节点能耗,构建了基于RCT和通信成本的父节点选择函数,移动节点基于该函数值选择下一父节点。其次,为了避免在移动场景下由于瞬时路由度量不可靠而导致的不必要的父节点切换,在算法的移动检测阶段提出一种基于接收信号强度指标(Indicator of Received Signal Strength,RSSI)和RCT值的移动检测机制,父节点需要结合RSSI和RCT两个值来共同判断移动节点是否需要进行父节点切换。理论分析和仿真结果表明,算法在控制开销、网络生存时间、能耗等方面的性能均得到了提升。     

高动态网络中基于α-β滤波的OLSR协议

针对航空高动态无人机网络中节点运动轨迹的连续性和运动状态的记忆性,使用具有高动态飞行特性的三维Gauss-Markov移动模型仿真分析OLSR协议。结合无人机运动的记忆性和OLSR协议的周期性发送HELLO消息进行链路探测的特点,提出了一种在OLSR协议中基于α-β滤波的相邻节点链路质量预测算法,该算法通过接收到的信号强度求得节点间距离测量值,并预测节点间的距离和相对速度,克服不可靠链路的影响。仿真结果表明,相比传统的OLSR协议,改进的协议有效提高了网络的分组交付率,降低了网络负载。     

基于链路质量估计的灾害监测传感网分簇路由

针对灾害监测传感网呈现出典型的间歇性连通和区域性连通特征,导致数据传输不稳定甚至传输失败的问题,提出一种基于链路质量估计的分簇路由算法.构建基于梯度增强决策树(GBDT)的链路质量估计模型,通过接收信号强度指示(RSSI)、链路质量指示器(LQI)和信噪比(SNR)估计链路的数据包接收速率(PRR)值,根据所获得的PRR估计值对网络分簇,实现簇内数据的高效传输.在此基础上,设计综合链路质量、节点剩余能量等指标的自适应功率分簇路由算法,包括单跳算法LQE-PA和多跳算法LQE-PAMH,通过自适应功率传输的方式将低质量链路提升为高质量链路.仿真结果表明该算法在包传输成功率、网络生存周期和网络吞吐量等方面具有明显优势.     

基于传感器网络的无线层析成像方法

研究利用无线层析成像方法定位位于由传感器网络构成的区域中的目标. 由于目标的遮挡而造成的阴影衰落使某些节点之间链路的接收信号强度（RSS）剧烈变化,据此建立了RSS的变化和区域内每个像素阴影衰落的线性模型;给出了线性模型的最小均方误差解;采用数据预处理方法消除不同链路阴影衰落的不平衡. 实验结果表明,当用16个节点覆盖4.8 m×4.8 m大小的区域时,该算法对单个目标的平均定位误差仅为0.095 m.      

一种改进的代价敏感型链路预测算法

为解决因网络数据分布不均匀性而造成的链路预测问题,提出一种改进的代价敏感型链路预测算法(Link Boost).设计一种有监督链路预测可变代价损失函数,该函数对低节点度有链路节点对出现分类错误时的惩罚大于高节点度有链路节点对,解决了节点度的分布偏差.考虑到以损失函数优化为目标的链路预测算法将导致社区内预测链路数量大于社区间的链路数量,进而设计一种Boosting算法来实现损失函数最小化.通过将网络分为多个分区,并对各个分区构建的弱学习器进行融合,提高了算法的可伸缩性.利用4个真实网络数据集进行性能评估.研究结果表明:Link Boost算法的性能与许多当前算法的性能相当或者优于当前算法.     

基于半监督流形学习的无线传感器网络定位方法及其应用

提出了一种基于流形半监督学习的移动节点定位算法.该算法利用基于流形学习的半监督方法,通过一定量的有标签样本和无标签样本,获取隐含在节点接收信号强度信息中的流形结构,直接建立节点物理位置与接收信号强度之间的映射关系.算法不需要使用现有的理论或经验信号传播模型,避免了模型不准确带来的定位误差,而且允许网络中存在大量无标签样本,降低了数据采集难度,提高了算法实用性.冶金工业现场的实际应用结果表明,相对RADAR算法,本文算法具有较高的定位精度.     

三维无线传感器网络中基于格概率的目标定位算法研究

提出一种基于格概率的目标定位算法,不仅可以有效消除单个传感器节点测量信号强度时存在的不确定性,还可解决检测到目标的节点数目小于4时其他方法无法解决的定位问题.同时还提出一种自学习修正方法,通过实时地修正信号衰减模型中的相关参数,可避免环境动态变化带来的定位失真.仿真结果显示,所提定位算法具有良好的定位精度和较强的抗干扰...     

一种改进的加权质心定位算法

针对无线传感器网络质心定位算法精度不高的问题,提出了一种利用信号强度比值的加权质心定位算法(RR-WCL).系统中的信标节点周期性地发送自身信息,未知节点在收到信标节点的信息之后只记录同一个信标节点的信号强度均值,在收到超过阈值的信标信息后,建立信标节点集合、信号强度集合和信标节点位置集合,最后将未知节点接收到的信标节点信号强度的比值作为加权因子进行定位.仿真和真实系统实验结果表明,RR-WCL算法在不同环境下表现稳定,随着信标节点数目的增加,与质心算法相比,其定位精度可提高6.4%～37.25%,与加权质心算法相比,其定位精度可提高5.12%～11.23%.     

变电站光纤通讯中的最优节点选取模型设计

传统变电站光纤通信中最优节点选取模型大多依据先验知识实现,性能较低,不适于实际应用。因此,针对变电站光纤通信设计了一种新的最优节点选取模型,给出变电站光纤通信系统结构,介绍了通信时的信号接收过程和信号传输过程。将所有光电信号的接入端和汇聚中心的通信链路规划为通信栅格网,依据节点功能,从四个方面对变电站光纤通信中的节点进行评价;分别是通信节点处理能力、相邻节点间的通信延迟、相邻通信节点之间的信道质量和误码率。对四种评价指标的权重进行计算,依据权重设计变电站光纤通信中最优节点选取模型。对设计模型的安全性和自身性能进行测试,结果表明,所设计模型安全性优,整体性能强。     

基于ZigBee网络的室内定位系统的设计与实现

针对当前室内定位系统成本高、精度低、可靠性差的缺点,设计出了一种基于ZigBee无线传感网络的无线室内定位系统.系统硬件以德州仪器公司CC2530片上系统为核心,软件基于德州仪器公司Z-Stack协议栈将测距标定与完整定位流程结合起来,通过测量接收信号强度计算待定位节点到参考节点的距离,然后利用三角形质心算法进行定位,确定待定位节点坐标.实际测试表明:该室内定位系统操作简单,可靠性高,定位精度达到95 cm以内,定位误差期望为9.76 cm.     

基于分布式加权多维定标的节点自身定位算法

提出了一种基于对称K最邻近（SKNN）传感器网络节点分布式精确定位算法．该算法首先采用SKNN方法选择每个节点的邻居节点，通过接收信号强度（RSS）方法测得每对节点之间的距离，构建节点距离矩阵，并以距离矩阵为输入，应用分布式多维加权算法对矩阵进行处理，从而获得传感器网络节点之间的局部映射关系．最后，根据参考节点的坐标对节点局部映射关系进行匹配，以获取节点坐标的全局映射．仿真实验表明，采用所提算法可以加强定位精度，提高计算效率，在有25个节点的传感器网络中，定位误差要比dwMDS方法低大约5%。     

面向目标跟踪的传感器网络协同调度策略及拓扑控制

设计开发了基于扩展卡尔曼滤波估计理论的分布式传感器网络目标跟踪算法,给出了基于邻居节点集的协同调度策略和采用退避机制的AODV拓扑控制策略,实现了分布式环境下任务节点的和拓扑结构的动态自适应切换。通过研制融合了MicaZ原型节点和超声波传感器的自制硬件节点,实现了对移动目标的跟踪和定位,验证了所提出算法的正确性。     

面向目标跟踪的WSN协同调度策略及拓扑控制

基于扩展卡尔曼滤波估计理论提出了分布式无线传感器网络的目标跟踪算法,给出了基于邻节点集的协同调度策略和采用退避机制的按需距离矢量路由(AODV)拓扑控制策略,实现了分布式环境下任务节点和拓扑结构的动态自适应切换.通过研制融合了MicaZ硬件节点和超声波传感器的原型系统,实现了对移动目标的跟踪和定位,验证了所提出算法的正确性.     

无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法

针对 DV-Hop 算法在无线传感器网络节点分布不均匀时定位误差比较大的问题,提出了一种针对 DV-Hop 的改进定位算法。该改进算法主要是利用 RSSI 测量技术增加锚节点;在给定约束下引入“可能存在区域”这一概念,并以该可能存在区域的面积作为目标函数,对未知节点的位置利用非线性共轭梯度法进行逼近,从而使节点定位误差达到最小。通过仿真验证了节点通信半径和锚节点比例对定位误差的影响,结果表明,该改进算法将节点定位精度提高了5％～10％。     

基于节点位置信息的Ad Hoc空间覆盖广播算法

为减少冗余转发节点和降低传输延时,提出一种基于节点位置信息的空间覆盖算法,通过节点位置信息指定转发节点,优化转发节点的空间分布,在保证送达率的同时有效地降低了转发节点数目和转发次数.由于没有使用预定义的接收次数来决定是否转发,当节点收到数据包后,无需等待判断,降低了传输时延.仿真结果表明,该算法在不同节点数目下能够有效地减少冗余转发节点,提高效率,降低传输时延.