仿生算法的无线网络传感器节点定位

为解决当前无线网络传感器节点定位误差大的问题,提出了基于仿生算法的无线网络传感器节点定位方法.首先采用最小二乘法建立无线网络传感器节点定位的非线性方程组最优化问题,然后选取仿生算法中的约束粒子群优化算法求解节点定位模型的解,根据最优解得到无线网络传感器节点定位结果.实验结果表明,在不同条件下,本文方法的无线网络传感器节点平均定位误差很低,定位时间开销小,抗干扰性能强.     

一种移动数据offloading的最大权算法

本文提出了一种存在时变信道、重配置延迟以及干扰限制的无线网络中的移动节点调度算法,这种调度算法主要研究在随队列长度变化的时间槽中,如何根据移动节点的拓扑信息来选择节点进行传输,使得无线网络的容量最大。首先分析了无线网络中上行链路的容量,然后通过克拉克模型对移动信道进行建模从而得到每个移动节点的SINR,然后通过最大权算法,得出Top-K个调度,然后再衡量这K个调度造成的重配置损失以及保持原有调度造成的损失,最后则决定下一个调度。通过实验结果可以得出,提出的算法比现有的算法吞吐量更大。     

SRaft:基于Schnorrkel签名和信用值机制的Raft共识算法

因选举冲突而引发的选举效率问题及主节点的隐私安全问题已经成为Raft共识算法的研究热点。针对这两个问题,该文提出了一种结合Schnorrkel签名和信用值机制的Raft共识算法——SRaft。首先,在选举阶段,集群中的所有节点会根据当前自身信用值,在不同的范围内进行随机选举超时,这样能够保证高效节点更快完成超时,成为主节点。其次,通过在日志复制阶段引入Schnorrkel签名,主节点与部分高信用值从节点共同对客户端消息生成一个聚合签名,隐匿主节点信息,参与生成聚合签名的从节点可以对消息中的客户端数字签名进行验证,确保消息未经主节点篡改,避免拜占庭主节点更改日志。最后,通过本地多节点仿真实验表明：SRaft算法能有效降低选举冲突发生的概率,提高选举效率;通过理论分析验证了SRaft算法可以隐匿主节点信息,提升了算法的可靠性和集群的稳定性。     

基于移动Ad Hoc网络的多路路由算法

移动Ad Hoc网络中有限的节点能量和带宽给路由协议设计带来了困难,对此考虑使用多路径机制来平衡负载,并提出了两种多路路由算法。其中,简单相关多路路由算法规定替换路径只能由主路径节点或其相邻节点构成,从而减小了替换路径的平均长度。仿真结果显示简单相关多路路由算法比节点不相关多路路由算法具有更好的性能,它将为无线网络中实现节能及可靠传输提供一种有效的途径。     

集群Web服务器的几种数据复制解决方案

提出了以下几种数据复制方案：基于主节点管理的对称复制，基于token的对称复制，以及快照复制和对称复制结合产生的混合复制；并且分析了基于主节点管理的对称复制的设计与实现。     

GLFR：一种新的基于地理位置信息AdHoc网络路由算法

在经典的基于地理位置信息的Ad Hoc网络路由算法GPSR的基础上,为了提高数据分组成功传输率,提出了一种适用于无线网络的路由算法GLFR,该算法以RNG图作为无线网络的拓扑结构,利用节点中存储的邻节点位置信息和局部面上的节点位置信息实现了数据分组的转发,随着网络中节点数的增加以及节点移动性的增强,该路由算法具有良好的可扩展性和适应性.通过仿真可以看出GLFR算法在数据分组成功传输率方面具有良好的性能.     

基于分布式的远程复制系统研究

针对传统的集中式复制结构存在的单点瓶颈和扩展性差等不足,提出了基于分布式结构的数据复制系统。通过将数据同步分散的复制到从节点,使得从节点能在单位时间内获得主节点的最大备份。通过从节点之间点对点的数据复制,使得在保证主从端数据一致性的同时,充分利用了从节点的资源,分散了主节点的负荷。     

无线网络中一类多播网络的网络编码

提出一种无线网络空间构造的新算法,该算法借助基本图模拟网络节点状态,通过节点基本图的加入和离开动态实现无线网络.k冗余多播网络采用网络编码可实现最大多播速率k的信息传输,对于无线网络中的k冗余多播网络,从网络信息流分解的角度给出一种网络编码算法.     

一种改进ZigBee算法及在温室监控无线网络中的应用

针对传统ZigBee路由算法中由于RREQ分组洪泛而导致的能量过度损耗和节点失效的问题,提出了一种适用于无线网络的ZigBee路由优化算法。算法通过控制ZigBee节点路由发现过程中RREQ分组的广播方向和广播范围、选择节点剩余能量值和链路质量值较优的节点的方式对ZigBee路由算法进行优化。仿真结果表明优化后的ZigBee路由算法显著的降低了ZigBee网络的能耗,降低了网络中节点失效概率,提高了网络的生存时间。所提出的算法应用于温室监控无线网络中,得到了满意的效果。     

用于联盟链的非拜占庭容错共识算法

随着区块链技术的发展,区块链出现了多种分类,兼顾公有链多中心特点和私有链高性能优势的联盟链成为了我国区块链的发展重心.结合联盟链中存在节点信任的特性,非拜占庭容错共识算法能为联盟链提供更好的性能支持.文中选取Raft共识算法作为研究对象,针对Raft共识算法中Leader节点选举和日志复制过程中的诸多问题,提出了一种可应用于联盟链的非拜占庭容错共识算法——KRaft(Kademlia-Raft)共识算法,该共识算法结合区块链网络层的双层Kademlia路由协议改进了Raft共识算法中的Leader节点选举和日志复制过程.首先,针对Raft共识算法Leader节点选举中存在的多Candidate节点分票和Follower节点增多引发的投票效率问题,KRaft共识算法利用双层Kademlia协议建立的K桶实现了Candidate节点集合内的稳定选举;其次,针对Raft共识算法日志复制过程中Leader节点单节点日志复制过程效率低和节点负载不均的问题,提出了均衡Leader节点负载的多Candidate节点并行日志复制方案,在提升数据吞吐量的同时提升了算法的可拓展性.本地多节点仿真实验的结果表明,KRaft共识算法相较于Raft共识算法,数据吞吐量提升了34.5％,Leader节点选举速度提升了55.6％.     

基于口令应答的协作式WSNs移动复制节点检测方法研究

目前,针对无线传感器网络复制节点攻击研究主要集中在对静态网络中复制节点的检测。WSNs的应用中,节点部署在一定区域形成静态网络并采集信息,为了减少节点间通信量、降低能耗,若干个节点形成一个簇,簇内选举簇头节点作为簇间通信人。静态网络采集的信息通常由汇聚节点回收,为了方便,汇聚节点通常采用移动形式加入网络,收集完后离开。如果这类在移动中收集信息的节点是复制节点,对整个WSNs的威胁比静态网络中的复制节点威胁更大。在借鉴已有的移动网络检测方案的基础上,针对静态网络分簇和移动节点位置经常变换的特点,提出了基于口令应答的协作式WSN移动复制节点检测方法CRCDS（Challenge/Response and Collaborative Detection Scheme）,有效利用静态网络的存储空间,采取静态网络和移动节点相互协作的方式,规避因移动节点位置变化对检测结果的影响,并从理论和实验上分析了该检测方法的安全性和可行性。     

无线传感器网络节点的自定位技术研究

首先, 总结和分析 无线传感网络节点自定位的基本原理、分类,得到自定位技术的本质是一个优化最优问题;其次,在该基础上,以遗传算法、模拟退火算法、进化策略和差分进化算法作为研究对象,针对这4种典型定位算法的优缺点展开讨论;然后,结合GA算法和SA算法各自的优势,提出一种遗传-模拟退火算法,从而增加初始种群的多样性,避免在传感器节点选择中陷入局部最优解的问题;最后,将上述改进方法应用到无线传感器网络节点定位中,用MATLAB分别对GA算法、SA算法和GSA算法进行仿真比较,验证了GSA算法的优势,为无线传感节点自定位技术提供新的参考。     

使用历史锚节点信息的改进MCB算法

针对MCB算法的采样效率及定位误差,在锚节点静止而未知节点运动的情况下,提出了一种新的改进算法MBHA,通过充分利用侦测到的历史及当前锚节点信息,来修正MCB算法的采样箱。大数据量仿真结果表明,修正后的采样区域相比修正前更接近节点的真实位置。MBHA算法最终使用优化修正后的采样区域进行采样,在绝大多数的对比仿真环境实验中,该算法既大幅提升了采样效率,又提高了定位精度。     

改进TDOA算法的UWB室内定位系统设计

提出了一种基于UWB的无线传感器网络室内定位系统的设计方案.通过锚节点与标签节点信息交互,得到时间差,通过nRF24L01把时间差传送给上位机,上位机利用改进的TDOA算法和卡尔曼滤波算法,计算出目标物体的位置,并在上位机中显示出来.实验结果表明,该系统最终使得室内定位的达到了20 cm左右,并且抗多径能力强、稳定性高,为无线网络传感器定位提供了更多的参考.     

一种基于预测策略的目标跟踪算法研究

移动目标跟踪是无线传感器网络中的一项重要应用,引起了越来越多的关注.采用静态网格网络结构,针对现有无线传感器网络目标跟踪算法不能兼顾精度和能耗的问题,提出了一种基于预测策略的目标跟踪算法.当目标进入监控区域后,节点携带的震动传感器感知到目标,簇头节点根据节点检测目标信号强度值来计算目标位置,目标位置计算采用一种基于检测...     

一种移动无线视频传感器节点的覆盖算法

在现有的无线传感器网络覆盖算法的研究中,缺乏对移动节点路径规划的研究,而针对具有视频传感器节点的网络仍使用普通传感器圆形覆盖区域的测量方法来计算覆盖面积,并不完全符合实际情况.基于这两方面的原因,本文提出了一种适用于无线视频传感器节点的最大覆盖算法,并提出一种对于视频传感器节点覆盖面积的计量方法.该算法能够使节点在保证网络连通性的前提下,达到最大的有效监测范围.此外,本文建立了相应的仿真实验模型,对该算法的有效性和覆盖面积进行了实验与分析.结果表明,本算法的节点监测面积大约为使用随机运动算法的节点监测面积的1.5倍左右,并可以保证网络的连通性.     

基于梯度优化的多维尺度节点定位算法

研究了分布式多维尺度分析技术在无线传感器网络节点定位中的应用,重点分析了其定位精度和收敛性能.根据传统的梯度优化算法,引入了最速下降算法作为目标函数的无约束优化方法.该算法采用最速下降法对节点的局部目标函数进行迭代优化.实验结果表明该优化算法比基于SMACOF算法的高斯核加权的dwMDS(G)算法在定位精度上有明显的提高, 并且算法简单,容易实现,是一种实用有效的无线传感器网络节点定位方法.     

NLOS环境中的拉格朗日乘子改进约束最小二乘定位算法

无线通信中的非视距误差是影响传统定位算法精度的主要因素.因此本文针对存在锚节点与移动节点的无线传感网络,提出了一种利用拉格朗日乘子法改进的约束最小二乘定位算法.算法核心思路在于运用拉格朗日乘子法修正约束最小二乘代价函数来构建新的目标函数,同时也提出一种分组定位组合的思想以进一步提高定位性能.仿真结果表明在非视距误差较大或网络中固定节点较多时,提出的算法可以有效消除非视距误差引起的定位精度损失,同时本文算法还具有随节点数目增加而提升优势的特性.     

无线传感器网络中基于数据融合的移动代理曲线动态路由算法研究

和传统的C/S模型相比,移动代理模型在数据融合方面更适合无线传感器网络.在基于移动代理的数据融合算法中,移动代理访问传感节点的顺序以及总数对算法的效率、网络寿命等有着重大影响.为此提出了一种基于数据融合的移动代理曲线动态路由算法设计方案.通过构造特定数据结构的数据报文和数据表,给出了目标节点基本信息收集算法获取目标节点到处理节点的最优路径;将移动代理路由归结为一个优化问题,由静态路由算法求出移动代理迁移的静态最优路由节点序列,进而获得了移动代理基于曲线的动态路由算法.理论分析和模拟实验表明,随着传感器网络规模的增大和传感数据量的增加,和其它算法相比,该算法有更小的网络耗能和延时.     

传感器网络分布式数据流的频繁项集挖掘算法

研究无线传感器网络中数据流频繁项集挖掘问题。针对集中式的静态数据流频繁项集挖掘方法不能在传感器网络中直接使用这一特点,提出基于传感器网络的分布式数据流的频繁项集挖掘算法FIMVS。该算法基于FPtree快速挖掘出传感器节点上单一数据流的局部频繁项集,然后通过路由将其在无线传感器网络里逐层上传合并,在Sink节点上汇聚后,采用自顶向下的高效剪枝策略挖掘出全局频繁项集。实验结果表明,该算法能有效地大幅度减少候选项集,降低无线传感器网络中的通信量,并有较高的时间和空间效率。