二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法

为了解决大规模无线传感器网络中同步误差随跳距的累积问题,提出一种基于二层拓扑结构的时间同步算法.首先,通过根节点发送时间同步报文,沿二层拓扑结构从父节点到子节点传递时间同步报文;其次,支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间,更新并发送同步报文;最后,非支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间.依此类推,最终可实现所有节点的时间同步.应用结果表明,在由31个节点组成的无线传感器网络中,该算法的同步开销相比较于RBS算法减少了93%.而引起累积误差的关键路径长度相比较于连通支配集算法减少了50%.     

周期性数据采集无线传感器网络的设计

针对小范围内周期性数据的采集特点,采用改进的免冲突周期调度算法,实现了无线传感器网络中各节点对信道的时分复用,避免了因监听和对信道的竞争而消耗更多的能量.讨论了算法对网络容量和同步周期的限制,给出了确定累积误差和同步消息发布周期的方法.无线收发模块采用硬件支持IEEE 802.15.4协议的CC2430芯片,设计了满足该协议中MAC层的各类帧结构,以及传感器节点和汇聚节点的通信程序.     

基于节点可靠度的无线传感器网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络节点在数据传输过程中易面临能量耗尽和数据拥塞失效的问题,通过构建节点可靠度模型,获得了网络在保证节点可靠度最大且网络生存时间最长的条件下最优节点度的取值。进而依据最优节点度的取值,提出了一种基于节点度调整的无线传感器网络拓扑控制算法(TCNR)。仿真实验结果表明,TCNR算法极大减少了拓扑数据传输过程中的拥塞程度,增强了拓扑结构的健壮性,并有效延长了网络生存时间。     

一种面向分簇实时监测应用的WSN时间同步算法

为了建立一种适用于分簇实时监测无线传感器网络的时间同步算法,同时建立具有较高精度的时钟偏移补偿模型,首先在分析分簇无线传感器网络特性的基础上,提出了一种基于分簇网络路由协议的跨层式同步拓扑构建方法;通过利用簇头路由信息和由邻居握手协议建立的簇内节点间的邻接关系,分别建立基于簇间双向组播和簇内双向广播的同步机制;最后结合参数估计理论构建基于线性模型的非簇头节点时钟偏移估计方法以及基于最大似然估计的簇头节点时钟相位补偿方法。理论及实验结果表明:该算法不仅保证了同步拓扑的有效性,而且使得同步开销较HRTS算法降低33%,较TPSN算法降低88%;单跳平均误差与TPSN算法相差仅6.36μs,较RBS算法提高12.87μs。     

基于近邻算法的无线传感器网络功率控制

针对因无线传感器网络节点部署的密集性和随机性造成单一、不变的发射功率无法满足无线传感器网络能量高效的要求,提出基于近邻算法的无线传感器网络功率控制算法(NNPC).该算法中Sink节点保存整个网络拓扑结构的信息,利用多近邻算法评估节点密度,确定最优通信距离.结合Friss自由空间模型和两线地面传播模型计算当前网络最优发射功率,Sink节点广播通知节点采用最优发射功率发送数据.如果节点没有接收到广播包,那么节点采用默认的最大发射功率.仿真结果表明,基于近邻算法的网络功率控制算法能提高整个无线传感器网络的生存时间,节省网络的平均能耗.     

无线传感器网络分布式同步协议

针对无线传感器网络同步问题,提出分布式时间同步和分布式数据同步的解决方法.前者要求簇头网络进行局部信息交互,并采用低通滤波技术去除噪声干扰;后者为节点提供网络数据均值,要求簇头网络执行比例一致性算法,簇头在迭代过程中引入簇内节点数量.实验结果表明,分布式时间同步具备抗噪声能力,该算法在前期收敛速度最快.网格状网络和随机网络实验表明,分布式时间同步和分布式数据同步的通信开销非常低,它们的收敛速度均高于普通数据同步.     

基于加权优化树的WSN分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)是由大量具有感知和传输数据能力的传感器节点组成的自组织网络,被用来部署监测物理环境.针对无线传感器节点存储空间小、能量有限、路由不稳定、能耗不均衡等问题,提出一种改进的基于加权优化树的路由算法,将树型结构应用于分簇路由算法中.根据节点的剩余能量、可用内存、相邻节点的距离、信道质量设定数据传输代价,并以此为基础对树型拓扑结构进行加权优化,分布式地在簇内创建树型网络拓扑结构.改进的算法降低了网络中数据传输的总代价.仿真实验结果表明:与传统的树结构和分簇路由算法相比较,结合了树型拓扑结构的分簇路由算法,在延长网络生存时间和平衡网络能耗方面更具有优势.     

基于深度自编码网络的实验室WSN数据压缩算法

针对无线传感器网络节点冗余和数据重叠的问题,提出一种基于深度自编码网络的实验室WSN数据压缩算法来减少传感器通信和计算开销.使用K-means算法将传感器节点划分为不同的簇,使用深度神经网络对相同簇中节点采集的数据进行压缩编码与分类,从而减小数据规模.使用贝叶斯估计算法对压缩编码后的数据特征进行融合.仿真测试与实验结果表明,所提出的算法能明显减少数据量,相比于Megrez算法与E-CPDA算法的数据融合精度分别提升了4.2%和19%,同时能够增加无线传感器网络的生命周期.     

多边算法在无线传感器网络目标定位中的应用

目标定位是无线传感器网络最基本的功能之一.多边算法是三边算法的改进算法,该算法的目的是减少目标和节点间距离的误差,以提高定位精度.算法采用更多的传感器节点对目标定位,通过最小二乘算法减小了测距误差,进一步通过加权最小二乘算法减小了监测节点位置误差,实现了无线传感器网络对单个目标的定位.最后将三边算法与多边算法进行比较,仿真结果表明,多边算法降低了测距误差和位置误差,定位精度更高.     

无线传感器网络中基于层次时间同步算法

介绍了时钟同步算法在无线传感器网络中的应用及需求,并分析了性能参数和时间同步的误差.阐述了基于层次的传感器网络时间同步算法.     

基于PTP的无线分布式测试系统时钟同步研究

时钟(PTP)的发布使得分布式测试系统时钟同步精度大大提高,让各个传感器、执行器以及其它终端设备能够共享同一时钟基准,并能够精确保证不同终端的时钟同步质量。该文提出了无线分布式测试系统的网络拓扑结构,阐述了PTP时钟同步的过程,分析了PTP时钟同步调节算法的改进。通过MATLAB仿真给出了无线分布式测试系统典型网络拓扑下的PTP时钟同步的精度性能,引入偏移估计和斜率补偿,进一步提高了时钟同步的精度。     

智能化变电站中多源自适应时间同步系统

为了满足日益增长的智能化变电站时间同步需求,提出一种多源自适应的时间同步系统方案.基于各种时间基准的特点,采用外部时间基准校正本地原子钟时间基准,建立秒脉冲同步产生上升沿和国际标准时间对齐秒脉冲的时间同步系统方案,设计优化算法,并采用多重误差补偿算法对输入的有效同步源的同步信号进行数据筛查和量化误差补偿,提高了同步信号...     

自适应的基于IPDV的网络拓扑推断技术

为了克服基于层析成像的拓扑推断技术中时钟同步及节点间合作的限制,有效减少测量流量,在拓扑推断中提出了自适应的基于时延抖动的拓扑推断算法,该算法不需要节点间的时钟同步和节点间的合作,并且产生的测量流量较少. 从理论上分析了自适应的基于时延抖动推断自适应网络拓扑的可行性和正确性,通过NS2进行了仿真,仿真结果表明,自适应的基于时延抖动推断拓扑结构的效果比基于端到端单向时延推断拓扑的效果好,并且受到的限制少.     

采用单测量源的拓扑推断算法

为了减少拓扑推断中需要时钟同步和节点间合作的限制,提出了一种仅需要单个测量源并且不需要时钟同步的“运输车”测量方法,该方法可以测量目的地址共享链路的排队时延。设计了根据排队时延推断拓扑结构的算法。理论证明了基于“运输车”测量方法和排队时延推断网络拓扑的可行性和正确性,并通过NS2进行了仿真,仿真结果表明基于“运输车”测量方法和排队时延能够准确的推断网络拓扑结构。     

基于多核处理器的低能耗任务调度优化算法

针对多核处理器的高性能所带来的高能耗问题,对TL-DVFS算法中任务迁移开销问题进行了分析,提出了一种基于TL面的节能调度算法ITL-DVFS.该算法在不增加算法时间复杂度的前提下,通过对堆进行操作,有效地减少每个TL面初始时刻任务的迁移开销.结合全局动态电压频率调节技术,在TL面的初始时刻和偶发任务释放时刻动态调节多核处理器的电压频率.结果表明,ITL-DVFS可以有效地减少任务的迁移开销,在负载达到某一值后,可有效降低处理器功耗.     

A novel frequency synchronization scheme for OFDM systems

A novel frequency synchronization scheme for orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） systems is proposed, including a novel frequency offset estimation algorithm and a novel frequency offset compensation algorithm. The frequency offset estimation includes both the fractional frequency offset （FFO） estimation and the integral frequency offset （IFO） estimation. Firstly, the FFO was obtained by the conventional ML algorithm in time domain. After the FFO was compensated in time domain, the IFO was obtained by the pro- posed algorithm based on the energy of virtual carriers. This algorithm needs only simple calculations and has a large frequency offset estimation range. Furthermore, it is insensitive to symbol synchronization errors and channel changing. Finally, the IFO was compensated based on the carrier - positions offset, which can be completed through carrier-positions cyclic shifts in frequency domain. This proposed frequency synchronization scheme can decrease the system redundancy without any need of assistant data, and can be applied to the fast synchroniza- tion with the only need of one OFDM symbol. The analyses and simulations show the improved performance of the proposed frequency synchronization scheme.     

应用Q学习决策的最优攻击路径生成方法

论文主要研究的是基于Q-learning算法生成一种动态寻找最优攻击路径的方法,并且能够提高攻击方法的高效性与适应性.以Q-learning算法为基础,参考网络连通性,通过分区的手段,利用删除网络拓扑中不可达的路径的化简方法,并通过机器学习的方式模拟黑客攻击,将状态与动作结合,在不断地学习中能够提高自身的适应与决策能力...     

基于博弈的机坪感知网络机会传输控制方法

在机坪感知网络场景下,针对不连通网络消息机会传输过程中投递率低和网络开销大的问题,提出一种基于博弈的机坪感知机会传输控制方法（OTCM）.首先结合场景特性建立首传节点博弈模型,实现消息传输排序,解决传输优先级的问题;而后提出了一种融合多维拓扑节点属性的博弈规则体系和函数,实现消息传输环境的优化及传输过程的可靠性;同时根据博弈体系中的效用函数保证拓扑在新机会节点融入后的自适应更新,维持其传输性能的最优状态.利用机会网络仿真器建立国内某机坪场景,仿真结果表明,OTCM算法相较于其他机会路由策略,平均投递率可达52.50%,平均传输时延降低至1 773 s,基本达到了研究目标的要求.