多级能量异构传感器网络的负载均衡成簇算法

在多级能量异构无线传感器网络中,节点的初始能量在一定的范围内随机分布,负载均衡和降低能耗是能量异构网络成簇算法的一个重要挑战.现有的分布式成簇算法主要是针对能量同构或二级异构网络设计的,无法实现节点能量多级异构时的负载均衡,因此提出了适用于多级能量异构传感网络的负载均衡成簇算法LBCA(load balance clustering algorithm).LBCA根据传感器网络的能量分布情况选择簇头节,最和实现负载均衡,可以有效地延长网络的稳定周期.簇头选择过程中,当探测区域能量分布均衡时,拥有较低平均通信能耗的节点将优先成为簇头节点,有利于降低探测区域内的总通信能耗;当探测区域能量分布不均衡时,具有较高剩余能量的节点将优先成为簇头节点,有利于实现探测区域内的负载均衡.将LBCA与主要的分布式成簇方案进行了比较,模拟实验结果显示,在多级能量异构传感器网络中,LBCA可以更好地实现负载均衡,极大地提高网络的稳定周期.     

无线局域网分布式自适应信道分配

提出一种分布式自适应信道分配算法,利用全面的动态网络信息增加信道选择的正确性,引入退避机制减少信道分配中的冲突开销。在网络仿真平台NS2上对算法进行大量实验。结果表明,与传统分布式信道分配算法相比,该算法具有干扰检测率高、可靠稳定的特点,从而有效提高网络整体吞吐量。     

无线认知网络中一种团划分的频谱感知算法

提出了一种基于节点之间竞争关系以及感知代价的分布式频谱感知算法.该算法基于分布式最小团划分理论,将节点划分至不同的团中,然后再根据团的结构来计算最优频谱感知分配.该算法的时间复杂度仅为O(N2+M×N),其中,N为网络中节点数,M为信道数目.大量的仿真实验结果表明,该算法能够有效地提高网络性能.     

无线Mesh网络中多射频多信道MAC机制设计

针对无线Mesh网络中多信道分配问题,提出了一种适用于多射频网络的MAC机制MRMC-MAC.整个机制包含节点默认接收信道分配、可切换主信道集分配、节点通信以及可切换主信道集更新4部分.采用一种基于接收负载的分配算法,将接收负载作为信道分配的优先级参数,保证了接收负载重的节点优先分配到负载较小的信道,而接收负载较轻的节点间可以共享同一个默认接收信道,从而平衡了各个信道间的负载.分析了多射频网络中的多信道的隐终端问题并提出了解决方案.仿真结果表明,使用MRMC-MAC协议能够明显地改进MAC层吞吐量、碰撞次数等性能参数.     

无线Mesh网络中一种分布式路由方案

在多射频多信道无线Mesh网络中,链路负载和节点位置的变化将导致网络性能的下降。针对此问题,在混合无线网状路由协议反应式路由基础上,设计了一种新的混合信道分配的分布式路由算法。该算法在路由建立的同时可实现以数据流为单位的最优信道分配,且能避免因单节点失效导致整个网络崩溃的危险。仿真结果表明,提出的RHCA算法较传统算法在网络吞吐量和端到端平均时延方面均有显著优势。另外,在节点移动场景下,所提出的分布式路由算法较其他方法能获得更高的吞吐量和更好的稳健性。     

基于TDMA的无冲突动态时隙分配算法

针对分簇Ad Hoc网络中固定时隙分配算法信道资源浪费和竞争时隙分配算法传输延迟不固定的问题,提出一种基于时分多址接入的无冲突动态时隙分配算法。该算法根据网络负载动态调整帧长,即当网络负载增大时,增加帧长,提高信道利用率;当网络负载减小时,减少帧长,降低信道申请时延。仿真结果表明,与NEBS算法和时隙ALOHA算法相比,该算法可根据网络负载动态调整资源分配,从而提高系统的吞吐量。     

基于近邻传播的认知Ad-hoc网络分簇算法

针对认知Ad-hoc网络中可用信道动态异构和缺乏全网公共信道的特点,提出了一种基于限制消息交互次数的近部传播模型(Affinity Propagation, AP)的分簇算法。该算法通过网络中相邻节点间的消息交互和更新,在相部节点最多的信道上以可用信道最多的节点为簇首建立簇结构。为适应认知Ad-ho。网络环境的变化,降低分簇开销,算法限制AP消息的交互次数,实现了分簇算法的分布式快速收敛。仿真分析表明,算法降低了网络中的簇数目,提高了簇内平均可用信道和公共信道数目,从而为分布式频谱协作提供了高效的网络拓扑环境。     

Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络中信道分配和路由策略

针对无线传感器网络中传输时延长、传输冲突大和吞吐量低等问题,提出了一种在Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络中信道分配和路由策略.该策略动态地建立k元n立方体拓扑结构,使用优化的静态信道分配算法提高节点的吞吐量,使用维序寻径的路由算法减少传输冲突.该方法适用于网络节点稠密、节点相互之间通信冲突大的情况,并且在单跳和多跳的网络环境下均适用.实验结果表明,基于k元n立方体这一拓扑结构的信道分配和路由策略与传统方法相比,有效地减少了端到端时延,降低了网络冲突,减少了节点能量消耗,延长了网络寿命,提高了网络吞吐量.     

一种应用于分布式网络的新型私有多信道UWB MAC协议设计

目前,单信道MAC协议在网络负载较重时的冲突和退避,造成信道带宽浪费而使得协议效率不高.本文主要针对UWB应用在无线个域网络中的特定场景,提出了一种新的应用于分布式网络的私有多信道UWB MAC协议,既可以解决隐藏终端和暴露终端问题,又可以有效地分配信道资源,提高网络性能.     

Dual-Radio传感器网络链路调度算法的研究

针对传感器网络中正交信道较少和传感器节点不易配备过多Radio的特点,提出一种Multi-Sink Dual-Radio传感器网络中分布式信道分配算法(Channel Allocation,CA),并在此基础上提出一种半分布式链路调度算法(Link Scheduling,LS)。根据节点距离Sink节点的最少跳数,将网络划分为不同的层次,形成层次结构网络。CA能消除不同层次节点间的通信冲突,而LS能消除同层次节点间的通信冲突。从而CA和LS高效率地实现数据无冲突并行传输,可较好地解决传感器网络中的数据收集问题。实验结果表明,提出的算法可显著减少数据收集时间,提高网络吞吐量。