基于分层自治域空间信息网络模型与拓扑控制算法

针对空间信息网络结构复杂、拓扑动态变化以及空间尺度大等特点,提出一种面向空间信息网的分层自治域模型。该模型根据节点属性、链路能力、任务特点、分布区域等不同,将整个网络划分为不同的自治域和子自治域,各域内可采用相对独立的控制策略,从而将子网间各动态因素解耦合。然后,基于该分层自治域模型,提出了一种最小化时延的拓扑控制算法。与现有的集中式和分布式拓扑控制方法不同,该算法采用混合式方法,将控制信息约束在相邻子自治域范围内,既保证了网络的连通性,又减少了控制信息的开销。理论分析表明,若网络的物理拓扑是k连通的,则该算法得到的拓扑控制结果一定是k连通的。仿真结果验证了理论分析和所提出算法的有效性。     

弹性拓扑控制技术研究

为了提高无线自组织网络的鲁棒性,针对现有的拓扑控制技术不能解决网络中一个信道被干扰且多个节点同时失效而造成的网络分割问题,提出了一种弹性可重构的二信道连通且k点连通的分布式拓扑控制方法,该方法可根据网络环境的变化动态改变网络的拓扑结构,实现在网络任意一个信道被干扰的情况下仍能维持k点连通。仿真结果表明,相比于现有的拓扑控制算法,所提方法不仅能够增强网络的鲁棒性,还能降低节点能耗,延长网络生存期。     

基于邻居节点的拓扑控制算法研究与仿真

拓扑控制是移动自组织网络提高网络能量利用率和网络容量的一种重要机制。针对移动自组织网络拓扑易变、带宽和能量有限等特点,简要介绍了一种节约节点能耗,有效提高整个网络寿命的拓扑控制算法;通过对基于邻居个数的拓扑控制协议K-Neigh算法的仿真,研究了不同k值的选择下拓扑控制对节点功耗和网络性能(包括吞吐量、丢包率和时延等)的影响。其结果表明选择合适的k值可以取得节点功耗和网络性能的平衡,而且经过K-Neigh拓扑控制后的网络具有很好的鲁棒性。     

基于代数连通度优化的空间信息网络分布式拓扑控制方法

针对空间信息网络中节点高速运动导致的网络拓扑结构难以长期稳定的问题,本文提出了基于代数连通度优化的网络动态拓扑控制方法,通过少量链路调整来维持网络拓扑的稳定性.为减小空间信息网络节点持续相对运动对网络拓扑结构稳定性造成的不利影响,针对网络初始化和网络重构场景,采用图论中的拉普拉斯矩阵特征值优化思想,构建了星上资源约束条件下的加权代数连通度最大化模型.为降低计算复杂度来实现网络拓扑的捷变控制,提出了基于连通矩阵弱摄动的动态网络拓扑控制策略.研究结果表明,提出的算法能够通过内点法,可高效地得到次优解,且次优解与全局最优解十分接近.     

传感器网络中基于模拟退火算法的拓扑控制方案

为了研究符合网络生命期目标要求的传感器网络拓扑控制方案,针对传统方案所获拓扑的连通冗余度过高或结构健壮性较低等弊端,从理论上对拓扑需求进行了建模分析,最终转化模型为度约束最小生成树问题,并设计了一种模拟退火算法对该问题进行处理,进而提出了一种基于模拟退火算法的拓扑控制方案。通过实验对方案进行了性能分析和验证,结果表明该方案所获拓扑具有网络整体功耗低、结构健壮性高和节点间通信干扰可控的折衷特点,并能够有效地延长传感器网络生命期。     

一种基于最短路径树的无线Ad hoc网络拓扑维护算法

该文主要研究了无线Ad hoc网络中节点失效的情况下,如何维护网络的连通性和拓扑的性能,并且尽可能地降低拓扑维护的开销。提出了基于最短路径树的拓扑维护算法。该算法在拓扑变化时首先触发失效节点的邻节点响应(即重新运行拓扑控制算法),在不增加额外通信开销的情况下,响应的节点根据相互发送的Hello分组来判断网络是否连通;如果不能确定网络是连通的,再触发失效节点的其它可达邻近节点响应。仿真研究表明,算法显著地减少了拓扑维护的开销,维护后的拓扑结构在功率有效性和功率扩展因子等方面也取得了好的性能。     

基于最优刚性图的能量有效分布式拓扑控制算法

针对现有无线传感器网络拓扑控制算法无法平衡各节点能量消耗的问题,基于最优刚性图提出了一种具有平衡负载特性的能量有效分布式拓扑控制算法。算法引入综合反映能量消耗及剩余能量两方面因素的链路权值函数,能够根据当前节点剩余能量实时地动态优化拓扑结构,从而有效地平衡网络节点的能量消耗。从理论上证明了优化后的拓扑是2?连通的而且具有稀疏性;同时优化后拓扑中各节点的平均度趋于4。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法能够有效地平衡各节点的能量消耗,进而延长网络生命期。     

WSNs中基于能量代价的最小权和支配集拓扑控制算法

该文针对无线传感器网络中最小连通支配集拓扑并非网络耗能最小拓扑的问题,定义由节点剩余能量,邻居个数和通信代价构建的能量代价函数综合反映支配节点的能量效率以及对降低网络整体能耗的贡献,进而以其作为拓扑权值,提出一种基于能量代价的最小权和连通支配集拓扑控制算法。算法选取局部最小权值节点担负支配任务,搭建整体权和最小的支配集,最小化网络整体能耗。实验结果表明,算法不仅具有节能的特点,还确保了通信链路的可靠性,有效延长了网络生命周期。     

基于攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型

针对不考虑攻击策略时以自然连通度作为复杂网络抗毁性测度存在的缺陷,用节点的改进总连通度作为目标函数建立了基于按度攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型,并运用收敛速度较快的自适应局部增强微分进化算法(ADMPDE)对复杂网络的拓扑结构优化进行仿真分析。仿真结果验证了该模型的合理性和算法的适用性,优化后的复杂网络的度大节点比例提高了32%,其抗毁性得到明显改进,并得到一些有意义的结论。相关内容可为该领域的进一步研究提供有价值的参考。     

机会社会网络中一种基于社区的高效路由算法北大核心

针对机会社会网络中RADR(机会社会网络消息传送算法)存在消息传输时延偏大和消息传输成功率偏低的问题,提出一种ECRA(基于社区的高效的机会社会网络路由算法)。ECRA只选取与消息目的节点在同一个社区的邻居节点来计算重要度,并且利用连通拓扑侦听相遇节点,检测相遇节点的邻居节点中是否存在更高重要度的节点,若存在,则利用相遇节点将消息传递给具有更高重要度的邻居节点。理论分析和仿真结果表明,ECRA与RADR及相关对比算法比较,在消息传输成功率、平均端到端时延等方面的性能均得到了提升。     

无线传感器网络拓扑的容错度与容侵度

研究传感器网络拓扑对节点失败的容忍能力,必须解决三个基本问题,容忍节点失败的定义是什么,如何评价拓扑的这种容忍能力,什么样的拓扑具有较高的容忍能力.当前有关无线网络容错拓扑的研究均将图的多连通性看成拓扑的容错性,以图形多连通度的大小来衡量拓扑容错性的高低.本文通过实例分析指出图的多连通性与容错性是不同的,并结合网络的可用性,给出拓扑对失败节点容忍的定义,在此基础上,根据随机故障和恶意入侵两类节点失败形成原因,给出了拓扑容错度和容侵度作为拓扑对节点失败容忍能力高低的评价标准,并利用这两个标准分析了传感器网络分层拓扑,得出其拓扑容错度随簇头节点比例提高递减、而容侵度随之递增的理论结果.     

具有路径能耗优化特性的WSN无标度容错拓扑控制算法

针对数据传输型的大规模无线传感网络中路径能量损耗问题,建立在多跳模式下的网络路径能耗优化模型,得出可以使网络通信能耗最小的节点度取值规律。依据节点度的最优取值,通过控制网络平均节点度的适应度模型来构建网络拓扑,提出一种具有路径能耗优化特性的无标度容错拓扑控制算法EETA(energy efficiency topology algorithm)。动态性能分析表明,由该算法生成的网络拓扑,其节点的度分布服从幂律,具有无标度拓扑的强容错能力。仿真实验结果显示,该算法同时也降低了网络路径能量消耗,具有路径节能性。     

连通支配集算法及其改进

无线传感器网络中通常利用连通支配集以形成虚拟骨干网进行分层次的路由.分析现有的几种去冗余分布式连通支配集构造算法,针对它们冗余度大,计算复杂,提出了一种改进的连通支配集构造算法,利用节点的度以及编号构成的集合取代节点编号作为节点的权值,采用DRN算法的节点覆盖思想,并扩展为当遇到闭合环路的情况下,采用保留闭合环路中权值大的节点去冗余的方法,在保证整个网络连通的情况下减少了连通支配集节点的总数.最后通过Matlab仿真分析,证明了算法的有效性.     

基于数据骡子的无线传感器网络拓扑控制综述

在节点部署稀疏、环境恶劣和网络不连通等情况下,WSNs(Wireless Sensor Networks)易出现网络孤岛、能量空洞、节能与恶劣环境网络节点部署等问题。针对这些问题,首先结合拓扑控制算法,对基于静态、动态小世界WSNs拓扑控制研究现状分别进行阐述,并在此基础上着重论述了基于动态小世界WSNs拓扑控制——Data MULEs(Data Mobile Ubiquitous LAN Extensions)的拓扑模型构造、最优轨迹、数据转发流程三个研究方向的算法设计与研究现状,基于此,最后指明了未来应开展的研究工作。     

基于社交网络结构的节点影响力度量方法

度量社交网络节点影响力是社交网络结构分析的关键问题之一。目前研究社交网络节点影响力的方法主要有两大类：中心度方法和节点删除方法。前者主要通过度或最短路径等因素来判断节点的影响力，不考虑网络的连通性；后者通过节点删除后对网络结构的破坏程度来判断，计算复杂性很高，不适用于较大规模的社交网络。通过结合社交网络的局部连通度及节点间的最短路径，提出了连通中心度来度量社交网络中节点的影响力，并给出了连通中心度的计算方法和一些特殊网络中节点的连通中心度的值。最后，通过实验说明该指标能很好地度量社交网络中节点的影响力。     

基于信息损失量估计的匿名图构造方法

首先分析了在进化的社会网络序列中,攻击者利用节点度信息,通过识别目标节点的方法对局部社会网络进行攻击过程,分析了利用k匿名方法对该类攻击进行隐私保护时存在的信息损失问题,针对该问题,提出了一种基于信息损失量估计的k匿名图流构造方法,通过子图节点属性泛化、子图内部结构的泛化控制图重构的信息损失,通过禁止子图内部扰动阻止网络攻击。定义匿名过程中由于图重构造成的节点和结构信息损失的估算方法,建立了基于贪婪聚类算法的网络节点的k匿名聚类算法,根据信息损失估计实现匿名分组,在进化的社会网络中以最小信息损失量构造匿名社会网络,在医疗诊断数据集上的实验表明所提方法能够较理想地控制信息损失量。     

基于休眠和扇区的传感器网络拓扑控制算法

拓扑控制算法对节省无线传感器网络节点能量、延长网络寿命具有重要意义。无线传感器网络节省节点能量有两种方法：层次型拓扑结构控制和功率控制；但目前还没有算法将以上两种方法相结合。丈中是结合周期性休眠和拓扑控制的一种新型拓扑控制策略：基于休眠和扇区的无线传感器网络拓扑控制算法，将拓扑控制算法和节点的休眠结合起来。仿真结果表明：算法在不降低网络吞吐量条件下节省了网络能量消耗，有效延长网络寿命。     

自适应高效无线传感器网络时间同步优化算法

针对无线传感器网络全网多跳自适应时间同步效率低的问题,在接收端与接收端同步模型基础上,该文提出一种自适应高效无线传感器网络时间同步优化算法(AEO)。首先,双节点同步时,从节点接收来自参考节点的同步消息并进行确认,在同步周期结束后通过拟合估计和数据更新完成时间修正,构建交互参数同步包,并与主节点进行信息交换完成同步过程。其次,全网同步时,建立Voronoi多边形拓扑结构,认定拓扑结构中参考节点和邻域节点身份(ID),参考节点覆盖区域间通过邻域节点交换同步信息,实现自适应多区域节点联合时间同步。仿真结果表明该算法在双节点时间同步中能够保证同步误差较小,网络能耗较低;同时,Voronoi拓扑相较于其他典型拓扑,在连通效率和收敛时间方面均有所改进。     

无线传感器网络拓扑控制策略研究

节能设计是无线传感器网络的首要设计目标,拓扑控制是实现该目标的重要技术之一,其主要目标是在保证网络连通和覆盖的前提下剔除不必要的通信链路,降低节点能耗和减少通信干扰,为MAC协议和路由协议的顺利执行提供基础。文中对传感器网络拓扑控制策略进行了的分析。最后针对目前传感器节点成本仍然很高这一特点,通过仿真得出了在节点随机配置的情况下,保证网络连通和覆盖所需的至少节点数目。并通过仿真分析证明了方案的可行性。     

一种Ad Hoc网络的拓扑功率控制算法

Ad hoc网络是一种无线自组织网络，拓扑功率控制是其网络优化的核心问题之一。它能够有效降低节点间的传输功率，以提高整个网络的稳定性。文章旨在介绍一种基于节点间距离的分布式拓扑功率控制算法，通过改变网络拓扑结构，以达到节省网络能量的效果，并实现了网络中任意两节点间的K连通。