ZigBee网络节点选择性优化广播算法

针对ZigBee协议网络层广播算法产生广播暴和网络运行效率低的问题,根据ZigBee技术特点提出一种节点选择性优化广播算法。该算法利用部分节点的一跳和两跳邻居信息、节点接收信号强度信息、节点间父子关系等,将网络节点分成不同类型的工作节点,节点在进行广播时根据自身的工作类型处理广播帧。理论分析表明该算法能够完全覆盖网络。仿真结果表明,在相同条件下,与其他适用于ZigBee网络的广播算法相比,该算法的节点转播率低,节点平均开销小。节点选择性优化广播算法有助于提高ZigBee网络的运行效率,降低能耗,延长网络使用寿命。     

基于二元决策图的节点不可靠网络可靠度计算

针对节点不可靠网络可靠度计算效率较低的问题,提出一种基于二元决策图的网络可靠度计算方法.通过因子分解得到节点可靠网络的有序二元决策图(OBDD),根据节点和边的关系对边的变量节点执行边替换操作,生成节点不可靠网络的OBDD,并利用其高效存储结构提高不可靠节点的处理效率.在遍历OBDD计算可靠度时,引入Hash表以避免对同一节点的重复访问,从而减少冗余计算,进一步提高计算效率.在基准网络中的对比实验结果表明,该方法不仅能正确计算网络可靠度,而且能快速分析大型网络.     

一种改进的非结构化P2P网络资源搜索策略

非结构化P2P网络具有资源搜索效率不高,容易产生大量冗余信息等问题,为此,提出了一种改进的资源搜索策略。通过为网络中的节点建立朋友节点来改进传统的非结构化对等网络资源搜索,并在此基础上设计了一种新的资源搜索算法。仿真试验证明,该策略在一定程度上提高了非结构化P2P资源搜索的效率,同时减少了网络中的冗余信息量。     

基于网络编码的分层流媒体直播方案

针对当前P2P流媒体直播系统网络资源利用率不高的问题,提出了一种基于网络编码的数据传输方案.方案中对等节点利用系数向量矩阵对媒体数据先进行网络编码,再存储转发,以提高系统的稳定性,并提高网络带宽的利用率.实验结果表明,在同等网络资源条件下,对等节点减少了接收的平均启动延迟,提高了平均播放的连续度,提高了整体播放性能.     

基于信号相位搜索的WSN节点定位算法

节点定位是无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）研究的热点问题之一,基于信号相位信息与物理距离间的关系提出了基于信号相位搜索的WSN节点定位算法。该算法首先根据节点间信号相位信息,基于余弦相似性算法原理构建目标函数,将WSN节点定位问题转换为目标函数最优解搜索问题;然后基于质心定位算法原理确定搜索初始像素单元;最后利用梯度下降法替代逐像素单元的遍历搜索,在不影响定位精度情况下进一步提高定位效率,减小定位功耗。仿真实验结果表明,该算法的各项指标良好,适用于WSN的节点定位。     

太赫兹无线个域网高时隙利用率跨PAN数据传输协议

针对现有跨PAN数据传输机制存在的业务量分布不均衡造成的时隙浪费、协调超帧开始时刻不明确、超帧统一机制所需控制开销较大等问题,提出了一种高时隙利用率太赫兹无线个域网跨PAN数据传输机制HTSU-PAN（high time slot utilization cross PAN data transmission protocol for Terahertz wireless personal area network）。该协议通过采用隐式TDMA时隙分配、基于无beacon的空闲时段启用以及基于网桥节点超帧统一这三种新机制,有效提高时隙利用率,降低数据传输时延从而提升网络吞吐量。     

无线传感器网络中异常节点快速定位算法研究

研究无线传感器网络的准确定位问题,为了确定医疗、森林火险等事件的发生地,要搜索定位,及时预报.针对传统的集中式无线传感器网络定位方法,全网络中需要定位的异常节点都需传递信息到参照节点才能得到定位信息,过于依赖参照节点,造成参照节点负载过大,导致定位效率下降,不能快速完成异常节点定位的问题.现提出一种禁忌搜索( TabooSearch,TS)分布式定位算法,通过启发式逐步寻优算法,把定位过程分布到网络中相关通信节点上,通过异常节点与周边节点通信获取局部信息,利用局部网络信息对异常节点位置进行估计,避免了传统集中式方法对参照节点的过度依赖.实验证明,对TS分布式定位算法进行实验,证明能够有效利用网络信息,对异常节点实现快速定位,取得了满意的结果.     

一种基于认知无线电的无线传感器网络邻点搜索算法

为了提高无线传感器网络中节点在多个频点工作环境下的搜索效率,提出了一种基于认知无线电技术的节点搜索算法。在分析了影响节点成功搜索的各个因素并映射这些因素到算法中相应参数的基础上,通过多种方法建立了各参数之间的联系并得出了在一定使用情况下的最优配置。算法既汲取了认知无线电中对频点利用率高、抗干扰能力强和安全性好等优点,还克服了其相对于定频通信在节点搜索能力方面的不足。     

微博社区的动态节点自适应增量交互优化

大多数的社区发现方法是基于网络拓扑结构和边缘密度来进行最佳社区确定,但是这些方法具有非常高的计算复杂度,对网络的形式和类型非常敏感。为解决这些问题,提出基于动态节点自适应增量模型的微博社区交互优化算法,该算法在优化每个社区内成员的交互作用的基础上,利用贪婪算法有效地搜索最优社区的候选,无需遍历所有节点。该模型可快速、准确地测量社区内部和社区之间的交互作用差异。最后,在基准测试网络和搜狐微博平台抓取数据上的仿真测试显示,所提算法在召回率、准确率、算法计算时间以及网络覆盖率等指标上,要优于选取的对比算法。     

基于OPNET仿真的ZigBee信标模式网络性能研究

针对信标模式的ZigBee网络性能受超帧参数取值影响关系复杂的这一特性,采用OPNET模型仿真方法,对所有不同超帧参数取值的网络模型实例进行仿真,并基于仿真结果分析了ZigBee网络性能受超帧参数取值的影响规律;基于分析出的性能影响关系,进一步提出了在ZigBee网络应用设计中的超帧参数配置策略。研究结果表明,基于OPNET网络模型的性能仿真结果,更全面地反映了ZigBee网络性能与超帧参数的影响关系,并可作为ZigBee应用设计中配置更为适合的超帧参数的理论依据。     

基于互联网服务器的海量ZigBee节点管理系统

为解决海量ZigBee节点的组网与集中管理问题，文章提出一种基于互联网服务器的多ZigBee网络结构管理设计方案.系统将海量节点拆分为多个ZigBee网络结构，各个网络之间的设计不存在耦合，可摆脱无线传输的距离限制.每个独立的ZigBee网络中除终端节点与ZigBee协调器外，新增一个可接入互联网的控制器来组成内网结构.内网中的ZigBee节点利用Z-Stack协议栈实现自组网功能，控制器主要用于实现节点与服务器之间的通讯.文章提出中央服务器的概念作为外网结构的核心，用于维护中央数据库内所有节点的状态信息，同时对客户端提供Web服务.客户端对于系统内任意节点的查询或控制操作均由中央服务器代理完成.经测试表明系统运行可靠，扩展性强，具有一定参考价值.     

无线传感器网络中基于节点对链路质量的任务分配

为了提高无线传感器网络中的资源使用效率,提出了一种新颖的算法,即基于节点之间的链路质量将任务分配给一对协同工作的传感器节点。具体来说,算法基于两个相邻节点之间的链接质量来获得这两个节点组成的节点对的能力等级,然后为每个节点对分配一个任务等级(如通过计算强度衡量)可以与此节点对的能力等级相匹配的任务,以便每个节点对可以协同高效地执行每个任务。考虑到一个节点可能会与多个节点组成不同节点对,而这些节点对被分配到的任务可能出现冗余(具有相同任务等级的任务),所以需要调整这些任务以避免执行冗余任务。仿真结果表明,该算法不仅可以提高任务分配效率,而且可以平衡网络能耗。     

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。     

移动ZigBee节点无线传感器网络建模与性能仿真研究

在如智慧医疗等众多ZigBee无线传感器网络应用中,网络节点的移动常常不可避免,为保证移动节点在网络中的泛在通讯能力,研究节点移动引起的网络性能变化十分重要。论文首先对OPNET仿真开发平台的网络层进程域模型进行改进,利用状态转移过程模拟节点移动进程特性,优化节点路由协议,改善基于OPNET的ZigBee无线传感器网络模型组网能力及网络阻塞状况。其次,仿真研究移动节点数量、移动节点速度对三种拓扑结构ZigBee网络的MAC负载、MAC延迟、端到端延迟性能的影响。仿真结果表明,随着移动节点数量以及速度的增加,簇状ZigBee网络负载承受能力最好,星型ZigBee网络在延迟方面表现出更大优越性,综合考虑负载和延迟两方面性能,网状ZigBee网络具有更大的优势。     

基于节点连通性排序的虚拟网络映射算法

对当今云环境下的数据中心来说,以虚拟资源租赁的运营方式具有极大的灵活性,尤其是以虚拟网络为粒度的资源租赁能够为用户提供更好的个性化需求支持。虚拟网络映射问题是指依据用户资源需求,合理分配底层主机和网络资源。现有的虚拟网络映射算法大多是针对随机拓扑设计的通用算法,未针对数据中心拓扑结构进行优化,映射效率有很大提升空间。针对数据中心的结构特点,提出了一种基于节点连通性排序的虚拟网络映射算法BS-VNE算法。首先,设计了一种最大生成算法来对虚拟节点重要程度进行求解和排序。该算法不仅基于虚拟节点的带宽和连通度,还基于虚拟节点在整个虚拟网络中的连通性来进行节点连通性的计算,以获得更加合理的排序结果。然后,根据虚拟节点连通性排序结果利用离散粒子群优化算法求解虚拟网络的映射解。在求解过程中,引入了针对数据中心结构的物理网络拓扑启发式规则,并将其组合到粒子搜索过程中,以提高映射算法的收敛速度。仿真实验结果表明,与现有算法相比,本文提出的算法可以提高物理网络的收益/成本比和资源利用率。     

Quasi-perfect resource placements for two-dimensional toroidal networks

This work addresses the problem of having a limited number of resources in a multicomputer system that each processing element needs to access. Placing these resources in the system so that all processing elements can access them in a comparable manner is called the “resource placement problem”. In this paper, we present resource placement methods for two-dimensional toroidal networks. These methods assure uniformity such that the resources are distributed uniformly over the network where each resource is assigned an equivalent number of non-resource nodes. Hence, the resources’ related traffic would have a balanced distribution over the network. This increases the overall network utilization rather than having parts of the network congested while others are barely utilized. Furthermore, the presented methods minimize the maximum distance between a non-resource node and its closest resource. There are many messages in a multi-computer system competing for its communication channels. The longer the path, traversed by a message, the higher the probability becomes that the message blocks or is blocked by other messages. Indeed, reducing the distance between a resource and a non-resource decreases the average network latency and increases the traffic volume a network could handle before it saturates. Analytical and simulation results show that the presented methods are superior to some existing methods in terms of reducing the average network latency.     

基于ZigBee的智能车库系统研究与实现

提出了一种基于ZigBee的智能车库系统的实施方案,通过多节点、自组织的传感器网络,实现了智能车库系统.介绍了系统的构成和工作原理,主要采用了以CC2430为核心的一套嵌入式ZigBee应用片上系统作为节点处理单元,利用无线通信模块使节点与节点之间形成自组织网络结构,实现信息的传递.设计的智能小车能准确识别道路,较好地完成了各项设计功能.     

密集型无线传感器网络中功率可调节的跨层网络协议

针对无线传感器网络中节点密集的情况,提出了一个功率可调节的跨层网络策略.节点使用不同的发射功率,且使节点有事先规定数量的邻居节点,其中邻居节点数即为节点度.这样,既保证了网络的连通性,又能有效地降低节点间的竞争冲突.将网络中的节点按照层次划分,选择最小传输功率的上层节点作为父亲节点来构造路由树,计算出节点的候选父亲节点集,在父亲节点失效的情况下,选择候选集中的节点传输来解决.实验结果表明,通过这样的策略,可以提高网络的吞吐量,提高数据传输的速率.     

A Global Optimal Mapping Method of Network based on Discrete Optimization Firefly Algorithm

In order to solve the current network rigidity and optimize the resource requirements of multiple virtual networks for synchronous mapping, improve the success rate of virtual network mapping requests, the long-term revenue and overhead ratio of the substrate network, node resource utilization rate and link resource utilization rate. A global optimal mapping method based on discrete optimization firefly algorithm is presented. Analyze the problem of virtual network mapping, map virtual nodes to physical nodes, and map virtual links to physical paths. According to the resource constraints of the virtual network and the substrate network, a multi-objective optimization model of the virtual network mapping is constructed, and the discrete fireflies optimization algorithm is used to obtain the global optimal solution of the virtual network mapping model to achieve the optimal allocation of global resources. The experimental results show that the discrete optimization firefly algorithm has a good performance in solving the virtual network mapping problem, and can effectively improve the virtual network request acceptance rate, node resource utilization rate, link resource utilization rate, and long-term revenue and cost ratio of the substrate network, ensuring Optimization of virtual network resources.     

An innovative scheme for increasing connectivity and life of ZigBee networks

ZigBee networks based on the IEEE 802.15.4 standard are designed for wireless sensor and control networks with low-cost, low-power consumption, and low-data rate. To join in a ZigBee network with the tree topology, the hardware requirement of a device is simple and low threshold. However, a device may become an isolated node due to constraints of configuration parameters in the ZigBee network. To decrease isolated nodes, we propose an approach called Enhanced Connectivity Scheme for the ZigBee network. This scheme can efficiently reconstruct parts of the network to let more devices join, and hence increase the join ratio. Experimental results show that our method can efficiently improve the connectivity of ZigBee networks. In this paper, we also propose a swapping method to extend the life of the ZigBee network. The objective of swapping is to balance the energy consumption of the nodes. Experimental results show that the swapping scheme can increase the life of the network compared to the ZigBee standard operation by 50%. We provide an innovative solution for increasing connectivity and life of the network to ZigBee designs.