一种能量高效的Ad hoc无线网络广播算法

广播在Ad hoc无线网络中有着广泛的应用,而Ad hoc网络节点资源、网络资源严重受限,广播引起的广播风暴问题加剧了资源的消耗。提出了一种能量高效的无冲突的广播策略,该策略利用所有两跳邻节点的剩余能量和度等信息选择前向转播节点,并将前向转播节点分为相互不干扰的独立子集,统一为独立子集设置退避时间,避免冲突的发生。该策略平衡了网络中节点的能量消费、延长了网络寿命,同时减少了广播延迟和转播冗余,确保了广播的可达性。仿真结果也表明提高了广播的效率。     

一种跨层协助的Ad hoc无线网络广播策略

在Ad hoc无线网络中，对全网范围进行广播有着广泛的应用。而Ad hoc网络节点资源、网络资源严重受限，广播引起的广播风暴问题加剧了资源的消耗。本文提出一种跨层协助的广播策略，该策略利用一跳邻节点的信息和物理层、数据链路层的信息统一在MAC设置退避时间，并根据发送节点密度自适应调整退避的时间，减少转播冗余、冲突发生的概率和延迟，确保了广播的可达性。仿真结果也表明提高了广播的效率。     

无线多跳网络最佳转播模型及广播机制研究

为解决广播给无线多跳网络带来的严重的资源竞争与冲突、过大的转播冗余与能耗的问题,提出无线多跳网络有效广播机制.以获取高广播效率为目的建立了最佳转播模型,基于最佳位置转播和平衡能耗的思想来减小转播次数和能量消耗.该广播机制仅需本地信息就可完成有效转播,理论分析与仿真研究表明该广播策略是一种分布式、低开销、低转播冗余的无线多跳网络"绿色"广播机制.     

传感器节点相互协作的广播认证

针对无线传感器网络（WSN）中基于数字签名的公钥加密体制的广播认证需要耗费大量的能量,以及传感器节点资源有限的问题,为了减少传感器节点的能量耗费和加快传感器节点的认证,提出一种传感器节点相互协作的广播认证方案。首先,用户向无线传感器网络的组网络广播其签名信息,但不广播签名信息中点的纵坐标;然后,组网络中的高能量节点依据点的横坐标和椭圆曲线方程计算得出纵坐标,并将其广播给组内的一般节点,同时利用vBNN-IBS数字签名对用户广播的签名信息进行认证,并转播有效的签名信息;最后,组网络内的一般节点收到纵坐标后,利用椭圆曲线方程验证其有效性和正确性,同时执行和高能节点相同的签名认证过程,并转播有效的签名信息。此外,该方案通过整合立即撤销和自动撤销以最大限度地减小授权撤销列表（ARL）的长度。仿真实验表明,当认证节点收到来自邻居节点的数据包达到一定数目时,该方案的能量耗费和认证总时间比利用WSN中传感器节点间的相互协作来加速vBNN-IBS的签名方案分别减少了41%和66%。     

多速率无线网状网中低延迟广播研究

多速率广播是多速率无线网状网的特有问题。常用的基于最小连通支配集的广播树构造算法不能有效降低多速率无线网状网的全网广播延迟。提出了一种分布式多速率广播树构造算法。该算法与现有算法的不同之处在于生成广播节点的同时还根据其局部拓扑信息选择合适的广播速率。与现有算法相比,该算法显著降低了全网广播延迟。     

不可靠通信环境下无线传感器网络最小能耗广播算法

在实际的通信环境中,由于噪声、报文冲突、信号衰减等因素的影响,无线传感器网络节点间信息交换往往是不可靠的.广播是无线传感器网络中广泛使用的操作,如何在不可靠通信环境下实现能量高效的广播算法,对提高整个无线传感器网络的性能具有重要的理论和应用价值.研究了不可靠通信环境下的无线传感器网络最小能耗广播问题,首先,分析了相邻节点之间最小能耗通信模型,并给出了保证节点接收概率不低于P^*的最优发送半径;然后,讨论了多跳转发策略与节点位置信息之间的关系.在此基础上,提出了一种基于PSO的最小生成树广播算法,通过优化各节点的发送半径,在保证所有节点都能以不低于P^*的概率接收到广播数据包的前提下,实现广播操作的总能耗最小.实验结果表明：所提出的广播算法不仅可使每一个节点的接收概率不小于P^*,而且广播总能耗比改进后的BIP算法要小,具有较好的性能.     

基于中继节点的多跳CR Ad Hoc网络广播算法

针对避免广播冲突的CR Ad Hoc网络的分布式广播协议广播成功率低和基于选择性广播信道集的低延迟广播算法广播冲突率高的问题，提出基于中继节点选择的多跳CR Ad Hoc网络广播算法。根据节点可用信道集的大小和基于邻居度的转发概率选取中继节点，并对相应中继节点的可用信道集随机左移，在保证一定广播成功率、广播时延和广播冲突率的前提下，降低节点转发率，减少网络中的冗余信息；建立综合评价函数对广播算法的综合性能进行了定量分析；给出广播冲突概率推导。仿真结果表明，该算法与分布式广播协议相比，提高了广播成功率，降低了广播时延；与低延迟广播算法相比，降低了节点转发率和广播冲突概率。根据综合评价函数，该广播算法的综合性能更好。     

无线传感器网络中基于Merkle树的广播认证策略

在无线传感器网络中广播是一种基本的数据传输方式,因此广播认证在整个网络的安全体制中占有非常重要的地位.在利用Merkle树进行广播认证策略的基础上,提出了一种分级式的Merkle树广播认证策略,着重对其广播初始化参数的分配方法进行研究,该策略支持在网络中存在大规模广播发送节点的情况,有效的抑制了由此引起的参数认证时,节点计算量与内存消耗过度以及通信负载上升的问题.为了解决广播发送节点长生存周期与所需密钥链长度之间的矛盾,将二级μTESLA协议引入分级式的Merkle树广播认证策略,并提出了一个选择低级密钥链长度的条件式.     

移动自组织网络中一种有效的广播技术

基于最小连通支配集（MCDS）的广播路由方法是一个很好的路由方法,它将路由过程简化到MCDS生成的较小的子网中。然而这一方法没有考虑网络中的节点的多样性和复杂性。针对实际情况中移动自组织网络中节点的复杂性问题,该文提出了一种基于极大权的最小连通支配集（MWMCDS）的有效广播途径。仿真结果表明,它能确保性能强的节点担任网关节点的角色,能更好地协调管理网络中其他的节点,从而保持MCDS的相对稳固性并为全网中的广播路由操作提供一个高效的通信基础。该算法能在保证生成权和极大的连通支配集的同时也确保它的极小性,因此是一种有效的广播路由算法。     

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.     

有向天线的无线传感器网络病毒传播模型

采用定向感知天线模型建立基于有向天线的无线传感器网络中的病毒传播模型,通过智能监视节点广播的切换天线消息触发无线传感器网络节点使用有向天线,以研究无线传感器网络中的病毒传播。研究结果表明:使用有向天线不仅能够节约传感器节点能量,延长网络生命周期,还能够有效抑制病毒传播,减小无线传感器网络中病毒大规模爆发的风险,而且该模型适用于不同的病毒传播模型和不同结构的无线传感器网络。     

无线传感器网络中连通与覆盖问题的研究

在无线传感器网络中,簇首和节点的数量直接关系到整个无线传感器网络的成本及性能,如鲁棒性、容错性等,这也是无线传感器网络设计时首先要考虑的问题。通过把复杂的连通和覆盖问题逐步化简,并利用理论分析、数学建模和几何证明,采用几何理论和数学归纳法的思想,从拓扑学的角度给出了传感器区域的一种网格划分方法。最后从理论上分别给出了在一个实现完全无缝连通和覆盖的传感器区域内最少需要多少簇首和最少需要多少个节点的解析表达式,即从理论上解决了把整个传感器区域至少划分成多少个簇和至少布置多少个节点才能实现完全无缝连通和覆盖的问题。     

非合作信标条件下水下无线传感网可靠定位技术

传统假设水下无线传感器网络的传感器节点和信标节点都是合作的,但是在军事应用等特殊场合下,某些节点容易被敌方捕获或入侵,因而水下无线传感网络中有时会存在一些非合作的恶意节点。针对存在若干非合作信标的水下无线传感器网络定位应用,提出了一种非合作信标节点约束下水下无线传器网的可靠节点定位算法。本文算法利用一跳邻居范围内信标节点独自投票机制实现对非合作信标的判决与剔除,从而减少由于存在非合作信标节点对定位误差的影响,同时也分析了不同比例非合作信标下的定位误差界限。仿真结果验证了本文提出的算法相比传统定位算法,在平均定位精度和定位覆盖率等方面都有所提高。     

一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议

为延长网络生存时间,提出了一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议.整个网络分成若干个虚拟网格,每个虚拟网格形成一个簇,采用唯一簇头选举法产生簇头,且簇内成员可以根据局部的信息调整簇的大小,达到节省能量的目的.仿真实验和分析表明:该协议能均衡网络能量,延长网络的生存时间.     

一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现

提出了一种基于无线传感器网络的水质监测传感节点设计方案,该节点由传感器模块、主处理器模块与无线通信模块和能量供应模块组成,其中传感器模块采用独立的模块结构,与主处理器之间由RS-485总线相连,主处理器与无线通信模块是以符合IEEE 802.15.4协议的CC2430芯片为基础设计的。多个传感器节点采用Zig Bee协议栈实现自组网,从而构建一个参数设置灵活、节点布置快速的水质自动监测系统。     

基于β分布的无线传感器网络信誉系统

无线传感器网络有其资源受限的特点，单靠密码学和认证无法阻止网络内部的恶意或非恶意攻击以及节点的异常行为。融合了密码学、经济学、统计学、数据分析等相关领域的工具来建立可信的无线传感器网络，提出了一种无线传感器网络的信誉模型。其基本思想是网络中的各节点保存其他节点的信誉，并以此来计算其他节点的可信度。模型中引用了贝叶斯公式来表示、更新和整合信誉，设计了一个基于β分布的无线传感器网络信誉系统。     

基于传感器网络通信环境的节点覆盖控制分析与研究

组织在传感器网络簇域中的传感器节点可以通过单跳或多跳的通信模式传送数据到相关的簇首。从传感器网络敏感的能耗问题出发,研究了不同类型的通信模式下传感器节点的能耗,并且通过建立数据聚合模型进行分析、推导和仿真,确定了最佳簇首节点数量,证明了决策最佳簇首节点数量方法满足传感器网络覆盖控制的可行性。     

用于大坝安全监测的长距离WSNs节点设计

针对大坝安全监测的需求,结合无线传感器网络的特点,设计了一种基于JN5139无线射频模块的用于大坝安全监测的无线传感器网络节点。简要介绍了无线传感器网络的典型网络结构,重点描述了无线传感器网络节点的硬件和软件设计,并通过在野外环境下搭建簇—树型网络,对传感器网络进行测试。实验结果表明节点数据采集准确,传输可靠。     

无线传感器网络通信与路由研究

随着无线通信和数字电子技术的发展,由低成本、低功耗、多功能的无线传感器节点组成的无线传感网络得到迅速发展。无线传感网络是由很多无线传感器节点密集分布组成的,它具有以下特性:各传感器节点位置随机分布,具有自组织特性;各节点共同协作完成数据收集、路由任务,具有很好的协作特性。无线传感网络的这些特性使得它在医疗、环境监测、军事和智能家庭等领域有了广泛的应用。本文从介绍无线传感器网络的发展入手,分析了无线传感器的网络结构,节点结构,节点的限制,网络特点,在此基础上继续分析了无线传感器网络的路由协议以及现有的路由协议分类。     

基于通信半径动态调整的无线传感器网络密钥管理协议

为了实现传感器网络的安全,对节点间传送的数据进行加密解密是非常重要的,这需要在节点间建立共享密钥对.由于传感器节点的资源有限,传统分发密钥的方法不能应用在无线传感器网络中.目前已经有研究者提出若干种密钥预分布方法来保证传感器网络的安全.利用传感器节点通信范围可调节的特点,提出了一种新的基于通信半径动态调整的密钥预分布方案KMVTR.该方案不仅适用于具有大通信距离的高级节点的网络,而且同样适用于只有普通节点组成的网络.和其他方案相比,KMVTR具有若干优点,如提供最佳的抗节点俘获的能力,并且可以支撑较大的网络规模,而且在预分布阶段不需知道节点的期望部署位置.