基于能量密度的无线传感器网络能量预测成簇算法

降低网络能耗、延长网络生存时间是无线传感器网络设计的重要目标.在分析现有主要成簇算法的基础上,提出一种基于能量密度的无线传感器网络能量预测成簇算法EPCBD(energy prediction clustering algorithm based on energy density).算法中,节点根据其通信范围内的能量密度与网络平均能量密度之比确定自己成为簇头节点的概率.为节省每轮成簇初始阶段节点进行广播所消耗的能量,建立了节点消耗能量的预测机制.仿真实验结果表明,与现有主要成簇算法相比,新的成簇算法拥有更长的网络生存周期和更优的网络监控质量.     

基于相对距离的多级能量异构传感器网络成簇算法

延长网络寿命并获得更好的监控质量是无线传感器网络成簇算法的重要性能指标。在分析现有主要成簇算法的基础上,提出了一种适应于多级能量异构传感器网络的基于相对距离的成簇算法RDCA(Relative Distance Clus-tering Algorithm)。算法中,节点根据通信范围内其他节点与自身的平均距离、节点自身与基站的距离以及节点当前剩余能量来确定节点成为簇头的概率。所有节点轮流成为簇头,以分摊能量消耗。仿真实验结果表明,与现有主要聚簇算法相比,在多级能量异构环境下,新的成簇算法拥有更长的生存时间和更优的网络监测质量。     

随机功率控制在分簇结构无线传感器网络中的应用

分析了分簇结构无线传感器网络中随机功率控制的成功通信概率,并提出由网络对成功通信概率的要求来决定簇内通信时节点发送功率的最大值和最小值。仿真数据表明,在节点密度较高的分簇结构无线传感器网络中,随机功率控制与固定功率控制相比,有更高的能量效率。     

基于蚁群算法的WSN能量预测路由协议

LEACH协议中的簇头和基站采用一跳通信,导致能量消耗过快。为此,提出一种基于蚁群算法的无线传感器网络(WSN)能量预测路由协议。引入蚁群算法思想,簇头节点通过多跳方式与基站节点进行通信。在计算蚂蚁选择下一跳的概率时,考虑节点可能的能量消耗,避免路径选择过于集中。仿真结果表明,该协议能降低簇头能量消耗,延长网络寿命。     

基于竞争机制的无线传感器网络分簇路由协议

均衡网络能量消耗并提高网络生存周期是无线传感器网络路由研究的一大挑战。针对现有分簇路由算法的不足,本文提出了一种新的基于竞争机制的无线传感器网络分簇路由协议(CMCRP)。该路由协议在簇头选择中引入竞争机制,当节点剩余能量高于网络平均能量设定值时,节点竞争为候选簇头,同时引入节点间的拟物力作用对阈值加以调整,以均衡网络中簇的分布;在簇形成过程中,普通节点根据通信代价及与簇头的拟物力依概率成簇。与现有协议比较结果表明,CMCRP算法在均衡网络负载,延长网络寿命等方面具有良好的性能。     

压缩感知的能量异构WSN分簇路由协议

分簇路由协议对用于环境监测的无线传感器网络具有较好的节能性,数据压缩可以减少节点通信的数据量,但增加了分簇层次结构簇头的能耗和汇聚节点算法的复杂度,而由高能力节点担任簇头可以实现能量均衡并改善网络性能。针对无线传感器网络能量异构普遍存在的特点,提出了一种基于压缩感知的能量异构分簇路由协议（CSCH算法）。该算法根据异构节点能量确定多极簇头选举的概率,将簇内节点的信息集中在簇头上,而簇头对所采集的数据进行稀疏、压缩,以减少向汇聚节点传输数据的节点数和通信量,汇聚节点利用重构算法可从来自簇头的少量数据中恢复出信号源。同时设计了一种基于正态分布的权值系数,以优化在数据量过少情况下压缩感知算法的信号重构性能。仿真实验结果表明,该协议不仅能充分利用能量异构资源,均衡网络能耗,延长整个网络生命周期,而且能精确恢复信号源。     

基于作用力模型的传感器网络簇型协议

现有的无线传感器网络簇型算法忽视了簇头和簇成员之间的通信代价不均衡和"孤立簇头"等问题.提出了一种基于作用力模型的移动簇型协议,该协议在簇头选举时兼顾节点剩余能量和节点密度;在簇头选举后,该协议使簇头节点根据基于簇成员剩余能量和距离的作用力模型自适应移动,以均衡簇头和簇成员之间的通信代价.另外,为了实现簇头节点之间的全连通,提出了中继节点选举算法.实验结果显示:该协议能够有效地均衡网络能耗,进一步提高网络稳定性.     

基于LEACH协议的助理簇头分簇算法

基于LEACH协议,提出助理簇头分簇算法。该算法能在无线传感器网络中根据簇头节点所处的地理位置、剩余能量及簇内成员节点数目,动态决定是否需要在簇内产生助理簇头,并在需要产生助理簇头的簇内选择合适的节点,从而减少簇头通信能耗,同时解决某些簇头与基站的通信问题。仿真结果表明,该算法能有效降低网络能耗、延长网络生存时间。     

无线传感器网络中一种新的基于神经网络的自适应路由算法

为了在无线传感器网络中建立合理有效的分簇结构,提高网络性能,最大限度地延长整个网络的寿命,提出了一种基于神经网络的自适应路由算法.提出的路由算法是在基站上采用神经网络的自适应学习来选择簇头,并根据最优权函数值来选择最短路径中的下一跳,同时添加一个新因子来选择网关节点进行簇头间的通信.实验结果表明提出协议的性能是EMHR的180%.该算法在节点中使用更少的计算和通信开销来构造和维护整个无线传感器网络,更加均衡网络负载,大大减少簇头节点成为网络瓶颈的概率,具有更强的网络生存能力和更长的生命周期.     

Ad Hoc网络自适应安全加权分簇算法

为解决Ad Hoc网络分簇过程中恶意节点被选为簇首带来的安全隐患,保障Ad Hoc网络的正确分簇和稳定运行,提出基于节点相关度、相对移动性、剩余能量值、安全评估度量值多方面因素的自适应安全加权分簇算法。安全评估度量参数由外部入侵检测系统和内部节点信任度共同计算得到,确保安全因素在分簇过程中的准确性;基于该算法给出相应分簇管理过程。仿真结果表明,该算法能够改善分簇性能,提高Ad Hoc网络的安全性。     

基于压缩感知的异构网络数据动态重构算法

针对异构网络数据资源存在节点及链路均衡度过低且数据重构资源分配路径误差较大的问题,设计一种基于节点拓扑感知的异构网络数据动态重构算法。利用模糊核聚类算法将数据样本集映射至高维空间内,聚类目标数据,根据节点在网络中对应的坐标构建异构网络拓扑模型及数据权矩阵模型;设置路由器物理链路通信图,根据链路带宽约束优化数据重构资源的分配路径,将节点核心区数据重构,并分配至聚类节点来感知数据的动态变化,为每一个核心聚类节点拓扑感知一个路由器数据的动态变化,来实现全局的数据动态重构,至此完成基于节点拓扑感知的异构网络数据动态重构算法的设计。设计仿真实验,测试算法的节点均衡度与链路均衡度。实验结果表明,设计的算法的节点均衡度为0.93,链路均衡度为0.90,均高于对比方法,因此可以得出,该算法的资源均衡度更好。     

Distributed mutual exclusion algorithms for grid applications: A hierarchical approach

The majority of current distributed mutual exclusion algorithms are not suited for parallel or distributed applications on a Grid as they do not consider the heterogeneity of latency on Grids. We propose two distributed mutual exclusion algorithms, based on Naimi–Trehel's token-based algorithm, which take into account latency gaps, especially those between local and remote clusters of machines. Our first algorithm exploits cluster locality by giving higher priority to critical section requests issued from nodes of the same cluster when compared to those from remote nodes. Our second algorithm adds a router layer to the first algorithm, bringing it closer to Grid network topology. Viewing each cluster as a single node, the Naimi–Trehel algorithm is applied to this router layer. Redirection of inter-cluster messages to cluster's nodes is then minimized.     

基于ZigBee技术无线教学系统的设计与实现

ZigBee是一种短距离、低功耗的新兴无线网络技术。为改善教学模式、降低教学成本,采用CC2430芯片构成无线网络节点,设计了一种基于ZigBee技术的无线网络教学系统,阐述了ZigBee技术在无线教学网络中的应用、通讯协议以及无线ZigBee节点的软硬件设计。系统中教师使用协调器,学生使用路由或终端节点,通过一台掌上学习机可以实现师生通信和在教师控制下的学生之间的通信。系统安装方便、智能高、可扩展性强,符合现代教学系统的发展趋势。     

对等网络中的路由器增强型NAT 方法

对称NAT 的部署使得对等应用主机间的通信变得困难,需要大量的中转节点提供NAT 穿越服务.传统的中转节点是位于网络边缘的服务器节点,为了减少服务器中转引入的重复流量和路由器交换负载,提出了一种基于UDP 交换模型的路由器增强NAT 方法,可以通过增强单个路由器的功能来缓解网络带宽资源压力.     

基于事件的移动认知无线传感器网分簇算法

移动认知无线传感网中, 节点的移动特性会导致网络拓扑结构不断变化, 节点的能耗不均衡等问题, 本文提出一种基于事件的移动认知无线传感器网的分簇算法, 来重点解决上述问题. 算法根据通信区域内的预估计停留时间确定了合格节点和备用节点, 通过节点的移动方向、速度、节点在簇中的预估计连接时间等特性, 采用直接分簇的方法来建簇, 提高簇的稳定性, 保证了路由跳数最少. 同mESAC, EACRP和MNB 3个算法进行了仿真实验比较, 验证了本算法有更低的分簇能耗和更好的连通性.     

无线mesh网中网关部署的优化设计

无线mesh网中的流量经路由器聚集后主要是通过少量网关至因特网的,容易在网关处形成导致网络性能的瓶颈。针对此问题,首先对网关和路由器作等效节点化处理,利用无线通信阴影效应的对数-正态分布模型,设计加权目标函数保证节点的连通性和覆盖率,得到候选网关节点的位置部署;在此基础上根据网关部署的约束条件和网络生成连通图,设计启发性基于度/权值的树集分割（TSP）算法,选择出满足吞吐需求、有较好连通性的候选节点担任网关设置。NS2仿真结果验证了该设计方法对改善网关节点的吞吐容量和信号覆盖连通率的有效性。     

基于口令应答的协作式WSNs移动复制节点检测方法研究

目前,针对无线传感器网络复制节点攻击研究主要集中在对静态网络中复制节点的检测。WSNs的应用中,节点部署在一定区域形成静态网络并采集信息,为了减少节点间通信量、降低能耗,若干个节点形成一个簇,簇内选举簇头节点作为簇间通信人。静态网络采集的信息通常由汇聚节点回收,为了方便,汇聚节点通常采用移动形式加入网络,收集完后离开。如果这类在移动中收集信息的节点是复制节点,对整个WSNs的威胁比静态网络中的复制节点威胁更大。在借鉴已有的移动网络检测方案的基础上,针对静态网络分簇和移动节点位置经常变换的特点,提出了基于口令应答的协作式WSN移动复制节点检测方法CRCDS（Challenge/Response and Collaborative Detection Scheme）,有效利用静态网络的存储空间,采取静态网络和移动节点相互协作的方式,规避因移动节点位置变化对检测结果的影响,并从理论和实验上分析了该检测方法的安全性和可行性。     

一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议

为了均衡无线传感器网络中的能量消耗问题,延长网络的生存时间,本文提出了一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议。该协议引入节点剩余能量、初始能量和节点的自信度来调节传感器节点随机数的大小。簇间通信时,综合考虑簇头节点的剩余能量,簇头节点距离Sink节点的距离,簇头节点的自信度三个因素,簇头节点和Sink节点之间使用单跳和多跳相结合的传输方式。每次重选簇头前都动态的修改节点的自信度。通过实验表明,相较于LEACH协议和ASCH协议,本文提出的协议能够很好的延长网络的寿命。     

基于LEACH的WSN簇头优化策略

针对无线传感器网络(WSN)能量和节点分布不均匀的问题,提出一种基于低功效自适应集簇分层(LEACH)协议的WSN簇头优化策略。在二次簇头选择机制下,对保护性能最差的节点进行优化,从大于簇内平均能量的节点中,寻找距离簇内性能最差的节点,将与其最近的节点选为簇头,由此形成簇头间多跳最优通信方式。实验结果表明,该策略能减少节点能量消耗,延长网络生命周期。     

水声传感器网络中的节能路由协议改进算法

在大规模三维水声传感器网络中,针对节点能耗和网络传输效率的问题,本文基于节点定位和LEACH算法,提出了一种适用于水声通信传感器网络路由算法,该算法采用定位、聚类、唤醒和排列的思想,首先通过定位,确定节点的位置信息,再通过聚类方法,使水下的节点分成不同的簇,形成节点休眠及唤醒的单元.在数据通信过程中,通过及时唤醒簇单元,使需要利用的簇节点及时被唤醒,处于活跃状态,而暂时不被需要的节点进行休眠,从而达到节能的效果.而在簇内传输时,考虑了节点的剩余能量信息,选择最优节点进行信息传输.仿真实验表明,该算法能够提高网络的整体寿命时间.