无线多媒体传感器网络的QoS问题研究

无线多媒体传感器网络（WMSNs）是在传统无线传感器网络（WSNs）基础上发展起来的具有音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的新型传感器网络．具有广阔的发展前景。WMSNs感知媒体丰富、数据量大和处理任务复杂等显著特点,使其QoS问题的研究极具挑战性。该文分析了WMSNs的QoS需求,并从MAC层和网络层讨论了这一领域的国内外研究现状。最后对QoS亟待解决的问题作了总结。     

基于北斗系统的QoS保障地理位置路由算法

基于北斗定位/导航系统,研究无线多媒体传感器网络(WMSNs)定位技术在地理位置信息路由算法中的应用,根据贪婪策略和地理位置信息设计一个无线多媒体传感器网络QoS支持路由算法。该算法与SPEED算法一样,提供软时延保障。同时,优化的代价函数平衡了能耗、网络生存期和无线带宽等参数。在理论上分析该算法的软、硬时延保障及其他QoS性能,结果表明,该算法能为WMSNs的多媒体通信提供较多的QoS控制保障。     

使用蚁群优化的WMSNs负载均衡路由方案

由于无线多媒体传感器网络（WMSNs）具有资源受限、信道容量可变、数据冗余度高等特点,研究WMSNs的QoS 路由具有极大的挑战性。针对上述问题,提出了一种使用蚁群优化的WMSNs负载均衡路由方案——ACOLBR。ACOLBR采用分簇技术进行区域划分,簇间利用ACO找到一条簇首到基站的最优路径,簇内利用以簇首为根节点的最小生成树算法组织路由。仿真结果表明,与AGRA和M-IAR算法相比,ACOLBR在负载均衡、传输时延、传输成功率、可扩展性和自适应性等方面均有较大改进,实现了全网的负载均衡,有效地延长了网络生命期,保证了网络传输的QoS。     

无线多媒体传感器网络互层技术研究

无线多媒体传感器网络(WMSNs)是一种能在任何地方获得环境中诸如视频和音频流、静止图像和标量传感数据的无线互联设备的网络.大信息量的多媒体数据的采集与处理,在军事、民用和商业领域中具有广阔的应用前景.由于无线网络的特性,互层技术被广泛应用于无线网络的协议设计中.针对WMSNs互层技术的最新国内外研究状况进行了调查、归纳和总结,并且就其中各方面有待研究的问题进行了讨论.     

一种适用于WMSNs的分布式图像压缩算法

为了克服无线多媒体传感器网络（WMSNs）中单个节点存储、处理能力和能量严重受限的问题,在研究双正交叠式变换（LBT）的基础上,提出了一种适用于无线多媒体传感器网络的基于LBT变换的分布式图像压缩算法。仿真结果表明,该算法具有低存储、低处理需求和极低能耗的特点,在传感器节点部署较为密集的情况下能成倍地提高网络生命周期。     

基于WMSNs的图像数据传输系统设计与实现

无线多媒体传感器网络（ WMSNs）节点存在功耗大、体积大和抗损毁性差等问题,且不适合大规模使用。该研究围绕WMSNs节点的关键技术展开研究,设计并实现了一个图像数据无线传输的低功耗、高效率的系统,该系统采用三层网络结构进行图像数据无线传输,构造了性能优化、结构优良的WMSNs,以此解决了WMSNs的图像传输关键问题。在搭建的开发与测试环境中,完成了节点通信距离的测试和节点功耗测试。测试结果表明：该测试平台性能良好,能够实现图像数据的可靠传输。该研究为WMSNs图像数据传输系统设计提供研究基础和思路。     

一种QoS保证的WMSNs实时路由协议

为了满足无线多媒体传感器网络(WMSNs)对数据的实时性要求,本文提出了一种QoS保证的WMSNs实时路由协议(WMSNRR).该协议在路由选择时,充分考虑两跳节点的转播速率及剩余能量等信息.同时,还采用了一种基于缓存队列长度和节点收发数据率的控制方法,区分业务进行拥塞控制.仿真结果表明,在节点非均匀分布的情况下,该协...     

基于蚁群优化的ZigBee传感器网络QoS路由算法

针对ZigBee无线多媒体传感器网络(WMSNs)资源受限的特点,提出一种改进的基于蚁群优化的QoS路由算法AZ-WMSN-QR.其核心思想是通过加权法将通信时延、时延抖动及能量均衡性等QoS指标组合成一个主目标,进而评估链路的QoS主目标值,寻找符合QoS需求的目标值最大的路径,实现服务质量最优.仿真显示,AZ-WMSN-QR算法在多约束QoS路由问题上能实现网络资源优化组合,与基本蚁群路由算法相比,不仅能够减少网络总能耗,还能有效延长网络寿命,更适用于基于ZigBee的WMSNs.     

基于移动Agent的无线多媒体传感器网络QoS路由算法

无线多媒体传感器网络(WMSNs)的主要特点包括资源有限、时延敏感和数据冗余性高。此外,音视频数据流传输所需的带宽是多媒体传感器节点所能承受的最大传输带宽的几倍。上述因素使得WMSNs的QoS 路由成为一个亟待解决的关键技术问题。鉴于此,首先通过基于等差数列的非均匀分簇算法对网络区域进行划分,然后在此网络拓扑上,提出一种基于移动Agent的WMSNs的QoS路由算法(MAQR)。MAQR由路由发现和数据传输两个阶段组成。在路由发现阶段,采用移动代理技术完成多路径路由发现。在数据传输阶段,采用多优先级多路径传输模型把数据流进行分类,并利用流量预测算法实现网络的负载均衡。最后,在NS-2平台上实现了MAQR,通过与同类算法进行仿真比较,发现MAQR较之同类算法能够明显地提高音视频传输的服务质量。此外,MAQR算法比同类算法的能耗更低。     

无线多媒体传感器网络信息处理技术浅析

无线多媒体传感器网络广阔的应用前景使其得到了广泛的研究,但针对WMSNs的多媒体信息处理技术的研究还较少,本文对已有的各种处理技术进行了总结,并探讨了基于内容识别的自适应传输技术在WMSNs应用的可行性,以促进在该领域内的研究深入展开.     

一种WMSNs能量感知QoS路由机制设计

随着对监测数据的要求越来越高,多媒体传感器网络具有广泛的应用前景。由于多媒体信息对QoS的要求比较高和网络对能量的依赖较大,使得无线多媒体网络中QoS问题的研究极具挑战性。从网络层角度提出一种基于能量感知的可靠路由机制,通过充分考虑节点的剩余能量和路径的可靠性,选择相应的路由,从而提高了对网络资源的利用和网络的可靠性。仿真实验显示该机制能有效提高传输的可靠性,降低网络通信开销。     

WMSNs的自适应分布式图像压缩算法

根据无线多媒体传感器网络(WMSNs)中节点资源受限的特点,提出一种自适应的基于Walsh-Hadamard变换的分布式图像压缩算法。基于信道状态的准确估计,自适应调整量化表,在保证图像质量满足应用的前提下,获得更高的压缩比率。仿真结果表明,该算法在资源受限、节点部署密集的WMSNs中,可延长网络的生命周期。     

一种服务区分的多媒体传感器网络MAC协议

为在资源受限的无线传感器网络中传输具有不同业务要求的多媒体信息,提出一种基于服务质量感知和优先级的无线多媒体传感器网络MAC协议——QA-MAC。协议通过有效的服务区分机制,对不同优先级的数据流采用不同的自适应竞争窗口调节方法和占空比调整方法,以保障不同优先级业务的实时传输要求。仿真实验结果表明,与S-MAC协议相比,QA-MAC协议在网络延迟性和数据包传输率方面都有明显提高,随着网络负载的增大,数据包传输率平均可以提高30%以上,能够较好地满足无线多媒体传感器网络应用的需求。     

WSN中入侵节点检测的节点测距方法

提出基于节点测距的无线传感器网络（WSN）入侵节点检测算法,用于检测无线传感器网络中是否存在外来的伪造节点。该算法运用节点自身的各种传感器进行节点间测距,通过综合分析测距结果保证该算法能成功检测到网络中存在的伪造节点,检测中不需要网络同步时钟和节点位置信息。该算法可适用于不同规模、不同应用的无线传感器网络。通过理论分析和仿真实验验证了该算法在无线传感器网络节点攻击检测中的有效性和可行性。     

Design and implementation of a QoS-aware MAC protocol for Wireless Multimedia Sensor Networks

Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) have entered the class of Wireless Sensor Networks (WSNs) to meet the multimedia requirements of new emerging applications, such as surveillance and telepresence. Combining the traditional scalar sensors used in WSN nodes with tiny cameras and microphones, WMSNs commonly carry heterogeneous traffic with different Quality of Service (QoS) requirements. In order to deliver heterogeneous traffic with different requirements in highly resource constrained sensor networks, QoS provisioning and service differentiation become unavoidable. In this paper first we discuss the QoS-provisioning in sensor networks and evaluate the efficiency of existing QoS-aware MAC protocols. As a result of this evaluation, next we design and implement a QoS-aware MAC protocol for WMSNs, Diff-MAC, which integrates different methods to meet the requirements of QoS provisioning to deliver heterogeneous traffic and provides a fair all-in-one QoS-aware MAC protocol. Diff-MAC aims to increase the utilization of the channel with effective service differentiation mechanisms while providing fair and fast delivery of the data. Performance evaluation results of Diff-MAC, obtained through extensive simulations, show significant improvements, in terms of latency, data delivery and energy efficiency, compared to two other existing protocols. Implementation of Diff-MAC on Imote2 platform also reveals that the protocol with moderate complexity can be easily implemented on the resource constrained motes.     

Histogram and entropy oriented image coding for clustered wireless multimedia sensor networks (WMSNS)

Multimedia Tools and Applications - Recently, the advent of Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) has given birth to different applications. Some of the applications those required the...     

A multi-objective routing algorithm for Wireless Multimedia Sensor Networks

In this paper, a new multi-objective approach for the routing problem in Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) is proposed. It takes into account Quality of Service (QoS) requirements such as delay and the Expected Transmission Count (ETX). Classical approximations optimize a single objective or QoS parameter, not taking into account the conflicting nature of these parameters which leads to sub-optimal solutions. The case studies applying the proposed approach show clear improvements on the QoS routing solutions. For example, in terms of delay, the approximate mean improvement ratios obtained for scenarios 1 and 2 were of 15 and 28 times, respectively.     

基于MSR局部多径的QoS路由算法

无线多媒体传感网络（WMSN）QoS路由研究的普遍思路是通过增加网络控制负载以保障服务质量（QoS）。针对该思路中网络效率低的缺陷,提出一种应用于Mesh结构WMSN中的,基于局部多径策略的QoS路由算法（PQMSR）。该算法在保障QoS的前提下,参考多径源路由（Multipath Source Routing,MSR）算法,通过局部多径策略和携带QoS信息的IP包头来降低网络控制负载。NS-3网络模拟实验结果表明,该算法能够在保证较高传输成功率的同时,降低网络负载和网络延时。