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.     

求解圆盘图中最小连通支配集的近似算法

针对无线传感器网络常用的拓扑模型单位圆盘图,提出了基于分布式贪心策略的近似算法DDT,在算法执行的每一轮中,根据一跳邻域范围内的权值和邻居的状态信息,选举出节点并和已确定的节点连接,逐步构造出网络图中的一个支配树。用概率方法研究了支配树中的节点度的性质,通过对极大独立集和最小连通支配集之间关系的分析,得到单位圆盘图中最小连通支配集问题一个新的近似比。计算结果表明,和相关的分布式算法相比,DDT产生的连通支配集在规模上更优。     

基于最小连通支配集的无线传感器网络容错研究

过多的跳数对于无线传感器网络容错是不利的。无线传感器网络以往的研究中最小连通支配集主要是作为骨干网来使用,通过结合度来构建最小连通支配集,使得所构建的最小连通支配集不仅具备骨干网的功能,还具有容错的作用。提出了构建具有容错作用的基于度的最小连通支配集算法,仿真证明该算法可以有效地减少无线传感器网络的跳数,从而达到增强无线传感器网络容错的目的。     

一种改进的无线传感器网络EEMCDS算法

针对无线传感器网络中的有效路由,提出了一种改进的,基于最小连通支配集的能量有效算法IEEMCDS(Improved Energy-Efficient Minimum Connected Dominating Set).路由搜索主要集中在连通支配集内,通信量小.该算法是一个能量有效的分布式算法,在维护最小连通支配集时,充分考虑了节点的能量问题,优先选择高能量的节点充当连通支配集节点,提出了支配节点能量最小阈值调整法,可以有效地延长网络寿命.实例仿真表明在改进算法的连通支配集中,高能量的节点在支配集中一直占有较高的比例,从而有效地延长了网络寿命.     

无线传感器网络极小连通支配集算法的改进

无线传感器网络中,基于极小连通支配集的虚拟骨干网的构建使得路由搜索空间集中在支配节点之间,能够有效节省网络资源,减少冗余转发节点。首先提出连通支配集的数学模型。基于WL算法,提出改进的极小连通支配集分布式算法。仿真结果表明,改进算法求得的连通支配集较小,可为无线传感器网络中的路由协议提供通讯基础。     

无线传感器网络的3连通多跳控制集

无线传感器网络的一个虚拟骨干是一个节点子集,虚拟骨干中的节点负责相关的路由任务。设计的虚拟骨干越小,网络的相关开销就越少,虚拟骨干的大小是衡量虚拟骨干质量的关键因素。通常,单位圆盘图被用来模拟一个无线传感器网络。在无线传感器网络中寻找最小虚拟骨干问题可以抽象为求单位圆盘图中的最小连通控制集问题。然而,求单位圆盘图中的最小连通控制集问题是NP难问题,许多工作都是致力于寻找最小连通控制集的近似算法。无线传感器网络中构造3连通多跳控制集可以有效地减小连通控制集的大小和节点间转发的信息总数,是寻找最小虚拟骨干的有效近似。为此提出了一个无线传感器网络中构造3连通多跳控制集的算法,获◢得一个大小不超过5（2r+2β+1）（r+1）β|U*△|-10（2+β）（r+1）-5r-12的3连通多跳控制集。最后通过仿◣真实验对提出的算法性能作了相应分析,实验结果符合算法的预期效果。     

一种高效的最小连通支配集贪心算法

连通支配集（CDS）在无线网络设计中有着广泛应用,现有多数连通支配集算法每次处理一个节点。提出了一个同时处理多个节点的贪心算法（GCDS）,依次选取最小度数节点以及该节点两跳内的一至两个节点为处理节点,当删除处理节点后剩余点不连通时减少处理的节点数,进而把节点分为支配点和受支配点;最终所有支配点构成一个近似最小连通支配集。在模拟无线传感器网络的单位圆盘图上的仿真结果表明,GCDS算法具有较低的时间复杂度,所得到的连通支配集大小优于已有算法。     

无线传感器网络中的连通支配集求解算法

连通支配集在无线传感器网络中有着重要的作用,通过对连通支配集的深入分析得到了关于连通支配集的一个新特性,即最小连通支配集是图的一棵包含最多叶子节点的生成树中的非叶子节点的集合。根据这个结论设计了一种全新的连通支配集求解算法,即通过建立一棵含叶子节点较多的生成树来寻找一个较小的连通支配集。仿真实验表明,新算法较前人的算法有明显的改进。     

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。     

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。     

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.     

基于参考能量的无线传感器网络连通支配集算法研究

无线传感器网络中通常利用连通支配集形成虚拟骨干网以进行分层次的路由.现有算法所得到的连通支配集或者只适用于图的连通度比较大的情况,或者没有考虑支配节点的能量等特性.本文设计了一种基于参考能量的连通支配集构造算法,在考虑支配节点的剩余能量的基础上生成连通支配集,使获得的连通支配集不仅适合于各种连通度的拓扑情况,而且具有更好的能量性能.     

基于学习自动机的最小连通支配集算法

为解决连通支配集的最小化问题,提出基于改进的分布式学习自动机的近似算法,在分布式学习自动机按随机选择进行深度搜索的基础上考虑回溯策略。该算法构造的是网络中的一棵支配树,只需要节点的局部信息。在网络建模图——单位圆盘图上对支配树性质进行分析和模拟实验。实验结果表明,与现有算法相比,该算法能得到更优的最小连通支配集。     

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。     

一种新型的Ad Hoc网络虚拟主干网构造技术

基于连通支配集算法的虚拟主干网技术对于无线自组网的路由优化、能量保护和资源分配都具有重要的作用。本文对现存基于连通支配集算法的提出背景和应用环境作了简单介绍,由于在无线自组网中搜索主干节点和群首类似于图论中的最小连通支配集和最小支配集问题的求解,在此基础上提出了一种性能较好的虚拟主干网的构造技术--基于图着色思想提出的一种极小连通支配集的构造算法,并从理论上证明了该算法的正确性和高效性,通过分析,算法的时间和消息复杂度明显优于其他已知算法。     

基于堆的最小连通支配集高效近似算法

提出一种解决连通网络图上连通支配集(CDS)问题的贪心近似算法。利用堆结构逐步选出支配节点,将支配节点加入由之前已确定节点组成的树中,完成网络图中支配树的构造。通过计算堆操作次数,分析算法在平均情况下的时间复杂度。在随机网络模型上的模拟实验结果表明,与已有算法相比,该算法可以得到点数更少的连通支配集。     

基于反向生成CDS树的无线传感器网络拓扑控制算法研究

拓扑控制是无线传感器网络中一种有利于节约能量、延长网络生命周期的策略。作为一种著名的基于CDS树的拓扑控制机制,A3算法的目标是在保证网络连通和通信覆盖的前提下,通过关闭一些非必要节点来获得一个次优连通支配集(CDS)。针对A3算法在构建连通支配集时通信开销较大的问题,提出了一种基于叶节点反向生成CDS树的改进型算法A3G。该算法利用反向拓扑方法来寻找连通支配集,减少了节点间的信息交换。仿真结果显示,相对于A3算法和一些其他著名的拓扑控制算法,A3G算法在活动节点数和能效方面具有明显的优越性。     

基于最小生成树的连通支配集求解算法

针对无线网络中的连通支配集(CDS)问题,通过分析得到了CDS的一个重要性质,即简单连通无向图的最小CDS是该图的一棵包含最多叶子节点的生成树中的非叶子节点的集合。根据这个结论,设计了一个新的连通支配集求解算法,实验表明,新算法较前人的算法有更好的性能。