全双工能量受限中继网络的安全波束成形设计

为了解决全双工能量受限中继网络的无线物理层安全问题,提出了一种基于能量和信息联合传输的安全波束成形方法.在满足中继节点和能量收集节点收集能量的约束条件下,通过联合优化能量信号协方差矩阵、波束成形矩阵和功率分配因子,实现了系统安全速率最大化.目标问题是非凸的,采用分步优化方法将原始问题转化为2个子问题.将第1个子问题转化为双层优化问题,外层优化问题采用一维搜索求解,内层优化问题采用半定松弛技术解决;然后通过一维搜索得到第2个子问题的最优解.仿真结果表明,提出的方法显著提高了系统的安全速率.     

采用免疫遗传的无线传感器网络波束成形机制

针对无线传感器网络中单个节点能量和通信距离有限的特点,提出了一种基于免疫遗传的波束成形机制.首先分析了存在相位差的情况下的节点发射系数和选取节点数对系统能耗的影响;然后根据节点的剩余能量和相位结合旋转因子来循环选择参与发射的节点,并引入免疫遗传算法对各节点的发射系数进行调整.理论分析和仿真结果表明,该机制有效均衡了节点间的能耗,延长了网络寿命.     

基于簇头节点能量均衡选择的LEACH优化算法

针对无线传感网络中LEACH协议在进行簇头节点选择时能量消耗过快导致的生存周期短、数据吞吐量低等问题,提出了一种基于簇头节点能量均衡选择的LEACH优化算法。该算法选取WSNs中剩余能量高的普通节点作为簇头节点,同时考虑普通节点与簇头节点、簇头节点与基站之间的距离,以及所有节点的剩余能量和平均能量等因素来选择通信方式和传输路径。通过MATLAB工具,对提出的算法进行了仿真实验。结果表明,在100 m×100 m的小面积监测区域和200 m×200 m的大面积监测区域内,与LEACH、DEEC、IMP-LEACH算法相比,该算法降低了WSNs中节点的能量消耗,延长了生存周期,同时提高了数据吞吐量。     

无线传感网络节点定位技术

节点定位是无线传感网络的关键技术之一.介绍了无线传感网络的结构和节点定位技术的分类.针对于静态锚节点和无锚节点的定位方法,介绍了每个算法的原理,分析了误差产生的原因,概括了算法适用的条件,并介绍了目前提出的有效的改进方法.对于目前在无线网络定位中出现的问题做出了展望.     

分布式波束成形的迫零用户选择方案

为了实现在系统总人数大于基站发送天线数条件下,对多小区系统中小区间和小区内用户干扰同时抑制的目的,提出一种基于迫零算法的分布式波束成形的用户选择算法.算法将整体用户分为可一同参与迫零算法和不可一同参与的两类,并利用信道之间的弦距去选择可一同参与迫零算法的用户,实现波束成形向量与未参与迫零的本地信道之间的准正交,同时分析和证明了该算法的有效性.仿真结果表明,新算法在不同发送天线数和总用户数条件下,其吞吐率性能均优于传统算法.     

多波束天线的波束成形网络分析

本文叙述巴特勒型矩阵网络的分析方法.分析时将网络平行地分成若干个层,使其过程简明、通用.通过对典型网络的分析,建立其输出与输入间的关系,分析其重要特性.同时还分析了输入信号或组成部件的不完善对网络隔离度的影响.     

基于改进SPIHT的传感网络低复杂度图像压缩算法

为有效降低传感网络图像压缩算法的计算复杂度,提高偏远区域无线传感网络的监测与传输性能,提出一种改进低复杂度多级树集合分裂(Set Partitioning in Hierarchical Trees, SPIHT)的传感网络图像压缩算法。该算法在图像小波分解过程中,利用提出的两种池化决策裁剪和优化高频系数,解决了SPIHT在重要性系数选择方面计算复杂度高的问题。通过实验对比分析,对于同类型和不同类型特征的图像,在保证重构图像清晰度的条件下,提出算法在编码、解码时间上分别比SPIHT算法平均减少38.47%和44.11%,有效降低了计算复杂度,提升了传感网络监测与传输能效。     

多信道无线传感器网络节点传输调度方法

针对生成树结构的无线传感器网络功耗过高的问题,提出了一种多信道无线传感器网络节点传输调度方法。该方法可以对入口数据进行聚合,并仅向出口发送一个聚合数据包,将给定路由拓扑的无线传感器网络调度问题转化为二元线性规划问题加以合理解决。仿真结果表明,该方法与现行调度方法相比具有显著的优势。     

一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法

研究了一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法.利用该算法,不需要知道整个网络的拓扑结构,或全局信息就能快速有效地访问整个网络中的全部节点,实现节点覆盖的目的.仿真结果证明,即便考虑节点失效的影响,该算法仍然保证了一定的有效性.     

基于编码优化机制的无线传感网络传输稳定算法

针对无线传感网络部署中存在的链路抖动、节点受限等问题,提出了一种基于编码优化机制的网络传输稳定算法。首先,根据节点能量消耗预估值构建数据报文转发模型,采取按跳获取误码率的方式设计基于节点编码机制的数据重传输方法;同时,通过遍历数据报文传输集合得到性能最佳的节点,降低中继节点因能量受限导致传输性能下降的风险,改善因链路抖动而导致传输性能受限的现象。然后,基于网络编码优化机制设计新的传输节点选取机制,通过更新数据传输集合而选取能量最优的节点以维持链路性能,进一步改善链路抖动现象,降低信道噪声对数据传输带来的不利影响。仿真实验表明,设计的算法可显著降低链路抖动频率和节点受限发生概率。     

基于加权质心算法的无线网络节点定位方法

为了提高无线传感器网络节点定位技术准确性,提出了改进的加权质心算法节点定位方法,以常态方程代入解得坐标后的误差倒数作为权值,并利用权值差别处理具有不同定位误差的不同定位结果,较小误差的倒数对应较大的权值,较大误差的倒数对应较小的权值,来提高定位准确性.通过对传统质心算法和改进加权质心算法进行MATLAB仿真,估测出定位节点的位置坐标.仿真结果表明,改进加权质心算法相较传统质心算法具有定位精度高、用时少等优势.     

大坝廊道无线传感器网络节点铺设方法

为了满足灌浆工程中智能化监控的要求,了解无线传感器网络在复杂环境下灌浆数据传输的质量情况,对2.4 GHz无线信号在大坝灌浆廊道中的传播特性进行了研究.利用现场实验测试网络性能,指出廊道环境、数据传输时延、多跳跳数及采样率对节点能耗和无线传感器网络链路质量的影响,并提出基于信号强度的、动态n值的线性节点铺设方法.该方法在链路质量降低情况下可通过铺设冗余节点和测试丢包率等方法调整节点位置,使链路快速得到恢复.通过能耗分析、丢包率测试、定位误差测量等实验对动态n值相对于固定n值在数据传输网络中的性能进行了分析.实验证明:在恶劣施工条件下,基于信号强度、动态n值的线性节点铺设方法适用于灌浆廊道通信.     

Node scattering manipulation based on trajectory model in wireless sensor network

To deploy sensor nodes over the area of interest, a scheme, named node scattering manipulation, was proposed. It adopted the following method: during node scattering, the initial states of every node, including the velocity and direction, were manipulated so that it would land in a region with a certain probability; every sensor was relocated in order to improve the coverage and connectivity. Simultaneously, to easily analyze the process of scattering sensors, a trajectory model was also proposed. Integrating node scattering manipulation with trajectory model, the node deployment in wireless sensor network was thoroughly renovated, that is, this scheme can scatter sensors. In practice, the scheme was operable compared with the previous achievements. The simulation results demonstrate the superiority and feasibility of the scheme, and also show that the energy consumption for sensors relocation is reduced.     

基于无线多媒体传感器网络的目标定位方法

根据无线多媒体传感器网络(WMSN)多节点合作处理的特点,提出简化定标场景的单节点和双节点目标定位方法.通过使用带颜色的辅助定标物标定特殊点位置,采用CamShift算法实现辅助标定物的颜色追踪,获得特殊点的像素坐标.利用节点监控区域特殊点的位置坐标获取摄像机的参数矩阵,通过布置2个具有平移特性的节点,获取运动目标的三维坐标.实验表明,单节点平面定位最大误差为1216 cm,双节点平面定位最大误差为1369 cm,双节点高度定位误差为3～5 cm.通过观察二维平面误差曲面,大多数节点的定位误差能够满足无线多媒体传感器网络目标跟踪的需要,算法复杂度低,实现过程简单.     

基于Boosting算法的Pegasis路由协议在无线传感器网络中的应用

一种基于Boosting算法的新无线传感器网络节点数据处理方法在文章中被提出,以提高使用Pegasis路由协议的无线传感器网络目标辩识率并降低系统能耗。文章对无线传感器网络中从簇头到汇聚节点的数据处理过程进行了重新设计,在簇头使用数据融合技术以减少数据信息冗余和系统能耗,在汇聚节点采用Gentle Boosting算法提高信息准确度并实现最优决策簇的选取。基于Boosting算法的数据处理方法在保持Pegasis路由协议优点基础上,在系统辩识率与系统能耗两者之间寻找到一个较为理想的平衡点。最后实验结果显示,与传统方法相比文章中的数据处理方法在提高辩识率与降低系统能耗方面拥有更好的性能。     

Dynamic cluster member selection method for multi-target tracking in wireless sensor network简

Multi-target tracking（MTT） is a research hotspot of wireless sensor networks at present.A self-organized dynamic cluster task allocation scheme is used to implement collaborative task allocation for MTT in WSN and a special cluster member（CM） node selection method is put forward in the scheme.An energy efficiency model was proposed under consideration of both energy consumption and remaining energy balance in the network.A tracking accuracy model based on area-sum principle was also presented through analyzing the localization accuracy of triangulation.Then,the two models mentioned above were combined to establish dynamic cluster member selection model for MTT where a comprehensive performance index function was designed to guide the CM node selection.This selection was fulfilled using genetic algorithm.Simulation results show that this method keeps both energy efficiency and tracking quality in optimal state,and also indicate the validity of genetic algorithm in implementing CM node selection.     

基于高斯滤波的三维水声无线传感网络节点定位算法

针对水下环境中因各类干扰源导致的三维水声无线传感网络节点定位精度偏低问题,提出一种基于高斯滤波和拟牛顿法改进的三维水声无线传感网络节点定位方法.该方法基于水下声信号传输损耗(acoustic signal transmission loss,ASTL)模型,首先对传输损耗值(transmis-sion loss,TL)...     

基于无线传感网络的输电线路多变量分布式局域监测系统

针对输电线路的风振灾害监测,研制了一套基于ZigBee技术的多变量无线监测系统.系统的下位机由中央控制模块、射频传输模块、传感器模块和电源管理模块组成;采用低功耗16位单片机MSP430为主控芯片,实现了数据采集与传输.系统上位机通过TTL转接和无线数传模块进行串口通信.经实验室与现场应用验证,本系统抗干扰能力强,单通道采样率达1k,有效传输距离达300m,具有多工作点同步监测并向上位机实时回传数据的功能,能实现对杆塔和导线振动、动态应力/应变、风速等多参数的在线监测,为形成输电线路风振无线监测和灾害预警机制提供有效的技术手段.     

基于拓扑的无线传感器网络边界节点检测

为了降低网络节点的通信量,并提高多洞网络边界节点检测速度,在对现有边界节点检测算法进行深入研究的基础上,利用网络的拓扑特性,设计了一种以网络纬度线检测网络边界的规模可扩展算法,引入网络纬度线对网络的边界节点进行检测。实验结果表明,该算法在识别准确率、检测速度、通信量等方面的性能有所提高。