一种无线传感器网络定位问题中的分簇算法

本文提出一种用于平面无线传感器网络定位的分簇算法.首先,锚节点根据地理位置划分感知区域;然后,通过拓扑发现过程和锚节点问的信息交换,实现锚节点对周围网络拓扑的感知;最后,根据就近原则将所有未知节点分配到以锚节点为边缘的各个子区域中,而分配到各个子区域中的未知节.点和边缘的锚节点,则构成网络中的各个簇,并由每个簇的主节点保存本簇内全部拓扑信息.该算法可以实现多跳节点的分簇,并且具有较小的通信量,可用于多种基于分簇的分布式定位算法中,有助于解决大规模无线传感器网络的定位问题.仿真实验结果显示,在锚节点按网格分布和随机分布两种情况下,该算法都可以得到良好的分簇结果.     

基于混合分簇的无线传感器网络路由协议

提出一种基于混合分簇的无线传感器网络路由协议(EEHCRP).该协议综合了集中式和分布式分簇的优点,使得簇头分布更加均匀并减少了簇重构的开销.在此分簇的基础上,使用改进的多路径路由树建立簇问路由,使其不但可以减少重传次数,提高数据传输的稳定性,还缓解了簇头的能耗.然后使用CMMBCR算法建立一条能量高效的簇内路由.仿真结果表明:该协议较之经典的分簇路由协议不仅有效地均衡了网络能量消耗、显著地延长了网络生命周期,而且具有较强的鲁棒性.     

一种异构传感器网络的能量有效路由算法

无线传感器网络设计能量有效的路由算法是至关重要的.对于不同类型的传感器节点传输不同大小数据包信息以及拥有不同初始能量的异构传感器网络,本文提出了一种适合此传感器网络的D-REECR路由算法,此算法是在之前提出的REECR算法上改进而来.基于REECR没有考虑簇头在选择时的分布不均匀性,D-REECR将簇头闻的距离作为选择簇头的因素之一,与节点的剩余能量及能量消耗率一起作为选择簇头的依据.这样使各个簇大小基本一致,从而平衡各个节点的能量消耗,达到延长网络生命的目的.仿真结果显示,改进后的D-REECR算法比REECR算法在能量效率上大约提高5%～10%.     

无线传感器监测网络分布式节点调度策略

无线传感器监测网络(WSSN)由数量众多的节点组成.每个节点通过传感器监测外界环境的变化并将监测数据以无线多跳的方式发回基站,实现对用户感兴趣的区域进行监测.WSSN节点的主要特点是电能、带宽、计算和存储能力等高度受限,尤其是其电源的不可替换性导致在保证对监测目标完全监测的同时延长系统工作寿命成为WSSN应用的一个中心问题.提出了WSSN的扩展工作寿命的定义,并在此基础上提出了一种延长WSSN工作寿命的分布式节点调度策略,在各节点簇内对节点进行调度以实现有差别监测服务并延长系统的工作寿命.提出的策略综合考虑节点的当前状态,具有较强的容错性.仿真实验结果表明相对于已提出的方法,该策略有效延长了WSSN的工作寿命.     

无线自组网与Internet互联方案比较

通过无线自组网路由协议与Internet路由协议的协作,移动节点可经由多跳与网关节点通信,从而实现移动节点与Internet互联.首先分析了自组网与Internet互联所面临的困难,然后详细比较了多种已有的互联方案,从寻址、网关带宽瓶颈、路由复杂性及组播等方面进行了对比分析,最后总结了各种方案的性能特点和适用场景,并展望了该领域的进一步研究方向.     

一种基于分簇结构的无线传感器网络混合调度MAC协议

针对突发和周期信号并存的应用场景,提出了一种基于分簇结构的无线传感器网络混合调度MAC协议--CBPMAC/TFC(A Cluster-based Wireless Sensor Network MAC Protocol for the System with Burst and Periodic Signals/ Based on TDMA,FDMA,CSMA).簇间采用基于FDMA的调度机制,簇内采用基于TDMA和CSMA的联合调度机制.提出了以簇头为基准的相对时间同步机制,同步精度为一个帧周期的时钟漂移.给出了基于能量阈值的簇头轮换策略和基于侦听的故障处理策略.理论分析和实验结果表明:CBPMAC/TFC协议在响应实时性和能量有效性方面介于CSMA和TDMA之间,与CSMA相比,在损失一定突发信号响应实时性的情况下,节省能耗18.7%;与TDMA相比,在改善突发信号响应实时性的情况下,损失能耗23.6%.     

一种基于链路状态组合度量的无线网状网路由协议

在分析Ad hoc网络中的经典路由协议AODV的基础上,结合无线网状网的特点,提出了基于链路加权的无线网状网路由协议MODVWLS.协议通过节点的可用带宽、缓冲队列和吞吐性能等计算每一跳的代价(即权重),选择从信源到信宿累计权重最小的路径作为路由.对链路权重计算、报文格式、路由发现和维护过程进行了详细阐述,并利用NS2对MODVWLS协议进行了仿真实现.结果表明,MODVWLS协议能合理利用空闲节点和链路资源,较好地均衡网络负载,在数据包转发率、端到端延迟和标准化路由负载等性能上均优于AODV协议.     

无线传感器网络安全路由算法的研究与设计

无线传感器网络安全路由问题是亟需解决和具有重要意义的课题,是无线传感器网络安全的一个重要研究方向.本文针对GEAR路由算法的防御弱点,设计了一种新的安全路由算法R-GEAR,通过在GEAR路由算法上引入适用于传感器网络的安全引导方案及信誉评测机制来获得较好的安全性能.对R-GEAR进行安全性分析,并利用NS2仿真工具进行仿真实验.结果表明,在存在攻击节点的情况下,与GEAR路由算法相比,R-GEAR安全路由算法具有更好的包传输率、包丢失率.     

无线传感器网络中基于神经网络的数据融合模型

数据融合技术通过减少传感器节点间的数据通信量,可以有效地节省传感器节点能耗,延长无线传感器网络的寿命.提出了独特的基于神经网络的数据融合模型(NNBA),该模型巧妙地将无线传感器网络的分簇层次结构与神经网络的层次结构相结合,将每个簇设计为一个三层感知器神经网络模型,通过神经网络方法从采集到的大量原始数据中提取特征数据,然后将特征数据发送给汇聚节点.以森林火灾实时监测网为应用实例,设计神经元模型及功能函数,并给出NNBA模型的仿真测试结果.     

基于信息空间划分的高效发布订阅路由技术

在大规模的基于内容发布订阅系统中,路由效率是影响系统性能的关键因素.本文在基于K-D树划分信息空间方法实现内容发布订阅系统的基础上,利用K-D树的索引机制,实现了面向扁平网络的应用层分级路由算法Spanhop.该算法机制减少了应用层路由跳,将路由效率提高到O(lnN).进一步,针对路由算法中应用层和网络层相邻关系不一致的问题,采用GNP(Global Network Position)空间与ESPN(Evem Space Partition Network)空间建立映射关系并在代理网络中维护GNP坐标索引的方法,支持应用层代理基于网络层的相邻关系搜索并选择下一跳路由.该方法减少了Spanhop路由过程中消息在网络层的实际转发路径和响应时间,在低维护代价条件下,提高了路由的效率.算法性能分析表明,上述方法解决了基于信息空间划分的内容发布/订阅系统的路由效率问题.