一种新的自组网极小连通支配集生成算法

自组网通过节点的自组织,构造成一种不需要任何基础设施的新型无线网络,基于连通支配集算法的虚拟主干网技术对于自组网的路由优化、能量保护和资源分配具有重要的作用。针对现有的连通支配集法存在的不足,基于图着色思想提出一种新的极小连通支配集构造算法CB-MCDS(Coloring Based-Minimum Connected Dominating Set)。CB-MCDS算法仅需要一跳邻居节点的拓扑信息,就能快速地构造出虚拟主干网,理论分析表明整个算法的时间和消息复杂度分别为O(△)和O(n△),该性能明显优于已有的算法。     

一种新的自组网极小连通支配集生成算法

自组网通过节点的自组织，构造成一种不需要任何基础设施的新型无线网络，基于连通支配集算法的虚拟主干网技术对于自组网的路由优化、能量保护和资源分配具有重要的作用。针对现有的连通支配集法存在的不足，基于图着色思想提出一种新的极小连通支配集构造算法CB-MCDS（Coloring Based—Minimum Connected Dominating Set）。CB-MCDS算法仅需要一跳邻居节点的拓扑信息，就能快速地构造出虚拟主干网，理论分析表明整个算法的时间和消息复杂度分别为O（A）和O（n△），该性能明显优于已有的算法.     

基于相邻矩阵快速构建虚拟主干网的近似算法

在无线Ad-hoc网络中,基于极小连通支配集的虚拟主干网技术对资源分配和路由优化具有重要的作用。首先证明了相邻矩阵理论的一个有关结论,然后利用此结论以及极大独立集和极小支配集的关系,提出了一种基于相邻矩阵快速构建无线Ad-hoc网络最小连通支配集的近似算法,并给出了算法的正确性证明、复杂性分析和近似比分析。仿真试验结果表明,利用该算法可以快速高效地构建Ad-hoc网络的虚拟主干网。     

传感器网络中高效的最小连通支配集求解算法

在无线传感器网络中,连通支配集被广泛应用于构建虚拟主干。由于求解最小连通支配集是一个NP难问题,许多近似算法被提出用于构建可用的最小连通支配集。针对当前近似算法存在的不足,我们提出了一个新的分布式近似构造算法—CDS-HG,该算法用层次图对无线传感器网络进行建模,算法用基于竞争的贪心策略从每一层选出最少的节点去支配下一层的所有节点。理论分析和模拟结果表明,CDS-HG算法产生的连通支配集是目前最小,并且其消息复杂度也是目前最低的。     

能量均衡的最小连通支配集分布式算法

在无线传感器网络路由协议中,最小连通支配集构成的虚拟骨干网是缓解广播风暴的有效方法。现有算法在构造连通支配集时,通常只考虑支配集的规模,虽然获得了较小的支配集,但也造成虚拟骨干网生命周期较短等问题。为了有效解决该问题,提出了一种能量均衡的最小连通支配集分布式算法(EB-MCDS)。仿真实验结果表明,与现有算法相比,EB-MCDS算法有效的均衡了网络能量,延长了网络生命周期20%左右。     

无线传感器网络中d-Hop 2-连通容错支配集的分布式构造算法

无线传感器网络随节点移动组成自我维持的自组织系统,采用连通支配集的虚拟骨干技术可使平面网络系统层次化而简化节点路由、管理和维护。但大规模无线传感器网络的连通支配集节点数目依然庞大,d-hop连通支配集可以大大减小支配集节点数目。另外,由于存在节点失效、链路断裂等无线特性,虚拟骨干网需要具备一定的容错性。在单位圆盘图网络模型中为构建精简且具有容错能力的虚拟骨干网,提出d-hop 2-连通支配集的分布式构造算法,先构造d-hop独立支配集后再连通形成d-hop 2-连通支配集。并从理论和仿真上对算法的复杂度、近似比和算法性能作了进一步探讨和验证。     

能量均衡的最小2-连通2-支配集的分布式算法

在无线传感器网络中,一般通过构造连通支配集形成虚拟骨干网来分层路由。现有算法通常只考虑如何获得规模较小的支配集,忽略网络自身的不稳定性,使得节点失效或链路失败经常发生。针对连通支配集的容错能力,结合节点度与能量因素,提出一种能量均衡的最小2-连通2-支配集的分布式算法（DA-EBM）。 Omnet仿真实验表明, DA-EBM算法构造的容错连通支配集能有效均衡能量消耗,延长网络生命周期。     

无线自组织网络中构造2-连通k-支配虚拟主干网的近似算法

在无线自组织网络中,经常选取一些节点形成虚拟主干网,用以支持路由和区域监视等任务。由于无线网络自身存在误码率高、易受干扰等弱点,虚拟主干网需要具有一定的容错性。已经有研究者提出使用k-连通k-支配集合在无线自组织网络中构造容错虚拟主干网,并通过模拟实验评估了算法的性能。近年来,Wang Feng等人设计了常数近似算法用来构造2-连通虚拟主干网。本文将设计一个常数近似算法用以在无线自组织网络中构造一个2-连通k-支配虚拟主干网。     

基于连通支配集的虚拟骨干网构造算法

针对无线传感器网络中缺少骨干网络的问题,提出一种基于连通支配集的虚拟骨干网构造算法。该算法利用图论中的极大独立集和连通支配集构造一个虚拟骨干网络,运用修剪规则去除冗余节点,通过优先选择能量多、距离近的节点使网络寿命更长、延迟更小。实验结果表明,该算法在单位圆图中产生的连通支配集至多为7.6opt+1.4,消息复杂度和时间复杂度为O(n)。     

无线传感网络中能量均衡的连通支配集算法

连通支配集是无线传感器网络中构建虚拟骨干网络的重要手段.由于支配集中节点的能耗相对其他节点要多,支配集中剩余能量较小的节点决定了虚拟骨干网的生命周期.现有算法或者只是关注构造较小的支配集,或者没有考虑调整能耗极快的支配节点.提出了一种能量均衡的连通支配集算法,基于节点剩余能量和连通度构造支配集,在网络运行过程中根据耗能速度,提前选择候选支配节点,分流负载过重的支配节点.仿真结果表明,新算法能以较小消息开销,有效延长网络寿命.     

A logarithmic approximation algorithm for the minimum energy consumption broadcast subgraph problem

Motivated by the problem of supporting energy-efficient broadcasting in ad hoc wireless networks, we study the Minimum Energy Consumption Broadcast Subgraph (MECBS) problem. We present the first logarithmic approximation algorithm for the problem which uses an interesting reduction to Node-Weighted Connected Dominating Set.     

Flooding in wireless ad hoc networks

In an ad hoc network, each host assumes the role of a router and relays packets toward final destinations. This paper studies efficient routing mechanisms for packet flooding in ad hoc wireless networks. Because a packet is broadcast to all neighboring nodes, the optimality criteria of wireless network routing are different from that of the wired network routing. We show that the minimum cost flooding tree problem is similar to MCDS (Minimum Connected Dominating Set) problem and prove the NP-completeness of the minimum cost flooding tree problem. Then, we propose two flooding methods: self-pruning and dominant pruning. Both methods utilize the neighbor information to reduce redundant transmissions. Performance analysis shows that both methods perform significantly better than the blind flooding. Especially, dominant pruning performs close to the practically achievable best performance limit.     

分布式最小连通支配集启发式算法

针对AdHoc网络中用洪泛法进行广播易引起广播风暴的问题,提出一个新的分布式最小连通支配集启发式算法HMCDS,其中包括构建极大独立集、引入节点的有效度概念、选择有效度最大的节点作为支配点的贪心策略的方法,实验结果证明,HMCDS算法生成的连通支配集大小为7．60pt＋1．4,时间复杂度为O（△^2）,消息复杂度为O（n）,比同类算法优秀。     

无线ad hoc网络中定向连通控制集的局部构造算法

在无线ad hoc网络中采用定向天线模型寻找定向连通控制集（DCDS）是构造虚拟骨干网的有效方法。由于求解最小DCDS问题是NPC的。提出了一种在无线ad hoc网络中构造DCDS的局部启发式算法。该算法同时选择转发节点和转发边,极大地减少了时间开销,时间和信息复杂度分别为O（1）和O（n）。理论分析和仿真实验都证明该算法具有良好的性能。     

A weight-value algorithm for finding connected dominating sets in a MANET

In recent years, mobile devices are becoming popular and high-speed wireless communication is uproaring. In a wireless network environment, a mobile ad hoc network (MANET) has the characteristics of being infrastructure-free and self-organizing. Although the topology of MANET can be deployed easily with few restrictions, the maintenance faces great challenges. Furthermore, all nodes transmit packets by multi-hop in MANET. If transmission is by traditional broadcasting, it has a broadcasting storm problem and it can significantly reduce the wireless network throughput. The CDS (Connected Dominating Set) scheme is a well-known solution to the broadcasting storm problem. In a MANET, a virtual backbone network can be constructed by using CDS. All nodes can transmit data effectively through the virtual backbone network. In previous research on the subject, most algorithms are only suitable for a static MANET environment, with all nodes being stationary. This is contrary to the desirable characteristics of MANET. In this paper, we present an algorithm which is suitable for both static and dynamic MANET environments.     

能量有效的最小连通支配集近似算法

针对无线自组传感器网络中有效路由提出的一种能量有效的最小连通支配集近似算法EEMCDS(Energy-Efficient minimum connected dominating set),路由搜索主要集中在连通支配集内.本文提出一个能量有效的简洁有效的分布式算法,该算法根据各节点所具有的能量不同,优先选择高能量的节点作为连通支配集节点,可以有效地延长网络寿命.实例仿真表明在连通支配集节点数量较少的情况下,高能量的节点在支配集中所占的比例也是较高的.     

基于GSO算法的最小连通支配集问题求解

经典的最小连通支配集(MCDS)计算是NP难问题。为此,提出一种利用萤火虫优化算法求解该难题的新方法。把网络中的每个节点当作一个萤火虫个体,以节点度为基础构成荧光素,通过概率选择和荧光素调节机制,使个体被吸引向邻接的高亮度个体,从而由所选出的个体组成网络的支配集。经连接和修剪处理后,得到MCDS的近似解。在无线传感器网络模型的单位圆盘图上进行模拟实验,结果表明,该算法得到的连通支配集规模较小,更接近集中式算法的结果。