无线传感器网络的连通性问题研究

无线传感器网络的初始配置最优可以减少传感器网络的拓扑变化和降低网络重置的能量消耗.对初始均匀随机分布的无线传感器网络的连通性进行了研究.运用覆盖理论给出了传感器节点的连通度概率分布模型,并在此模型基础上推导出传感器节点的通信半径与期望连通度概率最大之间的关系.仿真结果表明了结论的正确性.     

矿井巷道无线传感器网络连通性研究

连通问题是构建无线传感器网络时需要解决的首要问题。以矿井巷道为背景,介绍了节点按矩形、等腰三角形和线形排列的三种无线传感器网络结构。运用几何分析的方法,研究了节点通信半径和感应半径比值为任意的情况下三种网络结构的连通性,得出了网络要达到2、3连通时节点通信半径和感应半径的代数关系。并从网络连通度、系统生命周期和网络效率三个角度对网络性能进行仿真。仿真实验表明,在相同部署区域,矩形网络在达到网络连通性要求的情况下,更能有效利用节点资源,延长网络生命周期。     

无线传感器网络中连通性覆盖问题的研究

连通性覆盖是无线传感器中的一个基本问题。文章阐述了无线传感器网络连通性覆盖的设计目标和相关概念,讨论分析了当前的各种算法并总结了这些算法的不足。     

边界节点对无线传感器网络连通性的影响

无线传感器网络的连通性是确保节点成功组网的基础,相对于内部节点,边界节点对无线传感器网络的连通性有着更大的影响.本文以节点的有效通讯面积为基础,通过理论推导,分析了边界节点的连通性和网络的整体连通性,而后通过仿真研究,分析了存在边界节点与消除边界效应后的网络连通度分布、连通度期望和网络是κ点连通的概率,从而说明了边界节...     

无线传感器网络质心算法的最佳通信半径

关于无线传感器网络节点定位的精度优化问题,由于定位精度受到通信距离的影响,直接与能耗相关.为了在节点通信半径可调的网络中,能以较小的功耗达到较高的定位精度,提出一个新颖的解决思路,从通信半径的设定角度提高定位精度.以经典的质心算法为例,分析了通信半径对定位算法精度的影响,提出了最佳通信半径的概念.在最佳通信半径上,定位的相对误差第一次达到了极小值,到达了高精度、低功耗的目标.改变信标节点个数,得到不同条件下的最佳通信半径结果.由不同条件下的仿真数据,利用曲线拟合技术,得到了最佳通信半径函数表达式.仿真结果表明,改进方法对于实际工程中通信半径的设定具有积极的参考价值.     

无线传感器网络分布式连通算法

针对离散目标覆盖集的连通问题,设计了一种分布式构造连通集的算法,这种算法并不要求网络的全局信息,仅仅依赖每个节点的3跳内的邻居信息;对于大规模密集型的无线传感器网络,这种分布式算法更适合无线传感器网络的实际应用。     

与位置无关的无线传感器网络连通性覆盖协议

解决在没有节点位置信息的情况下,如何能量有效地保证网络连通性覆盖的问题.分析了节点覆盖与区域覆盖之间的关系,并给出了节点覆盖等于区域覆盖的充分必要条件.根据分析结果,基于构建连通支配集CDS(connected dominating set)的Rule K算法,提出了一种与节点位置无关网络连通性覆盖协议LICCP(location-independent connected coverage protocol).在LICCP协议中,每个节点根据本地节点密度选择合适的通信范围,利用Rule K算法选出的工作节点提供高质量的网络连通性覆盖.模拟实验结果表明,LICCP协议能够在较长时间内能量有效地提供高质量的网络覆盖,并保证网络的连通性.     

改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

在无线传感器网络中,DV-Hop定位算法在计算未知节点到锚节点的距离以及相邻节点跳距时存在较大误差。为此,提出一种改进的DV-Hop定位算法。在未知节点到锚节点的路径中,考虑相邻3个节点组成的夹角对距离的影响,根据邻近节点重叠度计算夹角,引入网络平均连通度计算节点间的跳距,从而更精确地计算距离。仿真结果表明,改进算法可提高节点的定位精度和覆盖率。     

无线传感器网络随机部署连通性研究

无线传感器网络在一定区域范围内随机部署时,需要布置适量的节点才能保证网络的连通性及网络服务质量。该文根据不同的条件,建立无线传感器网络随机部署的数学模型以研究网络的连通性。通过仿真实验验证了该模型的正确性,为无线传感器网络的随机部署应用提供了理论依据。     

无线传感器网络的覆盖问题研究

降低能耗可延长网络生存时间,在传感器节点高密度部署的环境中,在保证网络性能的前提下,将最少量的节点投入活跃工作状态,而将其余节点投入低功耗的睡眠状态。在满足上述覆盖性和连通性要求的基础上,讨论如何选择最少数量的工作节点,以及如何计算同时满足覆盖要求和连通性要求的问题。     

无线传感器网络部分覆盖算法及连通性研究

研究了无线传感器网络在部分覆盖下的节点配置及网络连通性问题。首先,基于最优正六边形拓扑架构,给出了节点密集分布条件下的覆盖率与相邻工作节点间距的解析关系,并在已有的最优完全覆盖算法OGDC的基础上进行了扩展和改进,从而得到了一种新的网络节点配置算法EGDC（Extended OGDC Algorithm）。该算法可以有效地选择出合适的工作节点以达到任意给定覆盖率下的部分覆盖。此外,还给出了一种检验和评价网络连通性的方法,通过该方法可以对网络的连通性进行量化分析,并给出了一项评价网络连通性的指标。仿真表明,EGDC可以有效地实现任意期望覆盖率下的网络配置并保持网络的连通。     

基于最优连通功率的无线传感器网络路由算法

为了延长网络生存时间,保持节点的能耗平均衡,提出了一种最优连通功率的无线传感器网络路由算法。首先根据最优连通功率选择最优的邻居节点集合,然后根据节点剩余能量选择簇首,并采用自适应的簇间通信方式,最后在Matlab 2012工具箱进行仿真测试。实验结果表明,相对于当前经典路由算法,提出的最优连通功率路由算法解决了传感器节点耗能不均衡难题,提高了无线传感器节点的能量利用率。     

无线传感器网络中基于虚拟力的覆盖算法

在无线传感器网络的很多应用场景中,大量的传感器节点被任意播撒在被监测区域内,形成很多覆盖空洞,对无线传感网络的感知、监测和数据采集能力造成很大影响。为了解决无线传感器网络中的覆盖问题,提出了一种基于虚拟引力的覆盖算法。首先,根据虚拟引力产生的约束条件和引力大小,一种扩大网络覆盖范围的算法被提出,算法分析证明这种算法能够减少覆盖空洞;第二,提出了维持邻居节点连通性的方法;第三,提出一种覆盖感兴趣区域的算法。仿真结果表明,这种算法既能提高网络的覆盖能力,又能减少传感器节点的移动距离。     

无线传感器网络LEACH算法的改进

针对低功耗自适应集分簇算法(LEACH)簇头选取随机、未考虑节点到基站的距离、节点分布不合理、耗能不均匀等问题,提出一种改进的LEACH算法。优化成簇阶段簇头节点的选取函数,在该阶段,引入分簇中节点的分布情况、节点距离基站的远近及基站接收消息的有效半径等因素;传输阶段完成后,在头节点选取函数中加入节点能否重复当选为头节点的条件。仿真结果表明,改进的算法相比于原算法生命周期提高了36.4%,增加了节点数据包的传输,减少了网络的能量消耗,延长了网络生存时间。     

Energy-aware self-organisation algorithms with heterogeneous connectivity in wireless sensor networks

Heterogeneity of node energy is a common phenomenon in wireless sensor networks. In such node energy heterogeneous sensor network, how to balance the energy consumption is the key problem on extending the lifetime of the sensor network system. An energy-efficient self-organisation algorithm with heterogeneous connectivity based on energy-awareness is proposed. Each sensor node in the network adjusts its own transmission radius based on the local energy information during the constructing and operating phase. Thus heterogeneous network topology, in which the nodes can choose different transmission radius, is formed. In contrast to the homogeneous network model, in which the node carries the same radius, simulation and analysis are conducted to explore the topology characteristics and robustness with different node energy distribution. The degree distribution shows the scale-free property in the heterogeneous model. The proposed network model enjoys higher efficiency of transmitting data, less clustering, higher robustness under node random failures and longer network lifetime than those in the homogeneous ones.     

一种用于无线传感器网络的质心定位算法

在建立定位算法求解数学模型和定位性能描述的基础上,提出了一种无线传感器网络定位算法——去中心化场强加权多跳质心定位算法。该算法对单跳质心算法进行多跳扩展以改善定位比率,并加入场强加权过程和去中心化过程以提高定位精度。通过仿真实验分析可以看到,与原始质心算法相比,此质心定位算法的平均定位误差可下降一半左右,并使节点密度较低情况下的定位比率提高至接近1。     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法*

为了延长网络的生存时间,提出了一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法（EBCA）,该算法优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,以平衡节点的能量消耗。仿真实验结果表明：无论同构网还是异构网,该算法都能显著地推迟网络第一个节点的死亡时间,其性能明显优于LEACH算法。     

无线传感器网络中距离无关定位算法的研究

针对无线传感器网络节点定位的问题,简单论述了四种距离无关定位算法。并对Amorphous定位算法进行改进,以提高整个网络的定位精度。仿真结果表明,改进后的算法有效地降低了节点位置的定位误差以及通信能耗。该算法无需任何附加的硬件支持,且具有较好的拓展性,对实际的应用具有积极的意义。