WMSNs的自适应分布式图像压缩算法

根据无线多媒体传感器网络(WMSNs)中节点资源受限的特点,提出一种自适应的基于Walsh-Hadamard变换的分布式图像压缩算法。基于信道状态的准确估计,自适应调整量化表,在保证图像质量满足应用的前提下,获得更高的压缩比率。仿真结果表明,该算法在资源受限、节点部署密集的WMSNs中,可延长网络的生命周期。     

一种改进的无线多媒体传感器网络分布式图像压缩算法

针对无线多媒体传感器网络(WMSNs)中单个节点资源严重受限而难以直接处理和传输图像的问题,在分布式渐进图像压缩算法(DICA)的基础上,提出了一种改进的基于簇内分布式处理的图像压缩算法(ICDP),即在每个簇内通过能量优先选择原则选取辅助节点来协同完成JPEG2000图像压缩标准中的多级小波变换,从而实现图像的分布式处理和压缩。仿真结果表明,与DICA算法相比,ICDP算法能够在保证图像重建质量和压缩比相同的前提下,更好地平衡网络中各节点能耗,延长了网络的生命周期,更适合应用于资源受限、节点部署密集的WMSNs中。     

基于改进提升小波变换SPIHT的图像压缩算法

通过对提升小波变换的SPIHT算法进行改进和优化,提出了一种适用于无线多媒体传感器网络(WMSNs)的简单、高效、节能的有损图像压缩算法;该算法采用只包含加法和移位操作的整数小波提升算法,使得小波分解的计算量减半,大大提高了变换速度;采用量化截断的预处理技术,省去大量不重要高频系数的量化编码,解决了提升变换后SPIHT算法编码效率低的问题;去除了最外层高频系数的分解和编码,有效地减少了变换和编码的能耗;理论分析和仿真结果均表明,在保证一定重建图像质量的前提下,该算法大大降低了图像压缩能耗,提高了算法的压缩效率和执行效率,非常适合于资源受限的WMSNs中的图像压缩。     

一种适用于WMSNs传输机制的信道盲估计方法

虚拟MIMO是一种克服无线多媒体传感器网络信道多径衰落和降低节点能耗的有效方法,但现有文献均假设信道状态信息未知或仅知道信道的统计特性,源节点则无法根据信道的实时信息动态调整传输策略。针对WMSNs信道特点,提出一种适用于WMSNs传输机制的信道盲估计方法以获得节点间信道信息进而确定传输策略,通过构造权值衰减联合决策函数,将节点间的信道盲估计问题转化为一个无约束优化问题,在此基础上设计了一种快速收敛的迭代算法以降低运算代价。该方法仅依赖小数据量就可正确估计出节点间信道,具有对抗信道时变特性的能力;理论推导与仿真表明该算法的收敛速度和运算量均能符合降低节点能耗的要求。     

一种适用于无线多媒体传感器网络的JPEG图像编码算法

在资源受限的无线多媒体传感器网络中进行图像编码和传输,需要综合考虑能量消耗、压缩率和图像质量三者之间平衡的图像编码方案.研究无线多媒体传感器网络中视频监控图像序列的压缩,提出一种基于变化检测和改进JPEG算法的低复杂度图像编码方案.通过变化检测算法定位监控图像中的运动目标即感兴趣区域,仅传输兴趣区域以显著减少数据传输量...     

一种适用于稀疏无线传感器网络的改进分布式UIF算法

分布式无迹信息滤波(Distributed unscented information filter,DUIF)算法是一种有效的非线性分布式状态估计多源信息融合方法,然而当将该算法应用于稀疏无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)时,稀疏WSN中存在的无效节点会引起使滤波趋于发散的平均一致误差.针对该问题,本文提出一种改进DUIF算法.该算法不改变DUIF算法的级联结构,而是将其底层和上层滤波器分别改进为局部无迹信息滤波器(Local unscented information filter,LUIF)和加权平均一致性滤波器.LUIF对每个节点的局部多源观测信息进行局部融合,得到局部的后验估计信息向量和矩阵,进而将它们作为加权平均一致性滤波器的输入,最终得到不包含平均一致误差的分布式后验估计结果.其中,加权平均一致性滤波器是通过对由LUIF输出的局部后验估 计信息向量和矩阵分别进行平均一致性滤波而得以在改进DUIF算法框架下实现的.同时,在此过程中,相邻节点之间的状态估计互相关信息也被引入改进DUIF算法的输出结果中,进一步增强了滤波的可靠性.仿真实验结果表明,改进DUIF算法能够在稀疏WSN中对机动目标进行有效跟踪,在估计精度和抑制滤波发散方面明显优于标准DUIF算法.     

DTFMM:一种适应于WMSNs的多信道MAC协议

基于分簇网络拓扑,提出了一种无冲突的分布式时分/频分多信道MAC协议,简称为DTFMM(Distributed time and frequency division multi-channel MAC).该协议主要由三部分组成:信道分配、簇内通信和簇间通信.首先,各簇首运行分布式信道分配算法选择簇内通信的信道,然后各...     

一种适用于多媒体传感器网络的图像拼接算法

为充分利用有限的资源产生高分辨率、宽视角图像,考虑到相邻无线视频节点之间的信息冗余性,提出一种适用于无线多媒体传感器网络的图像拼接算法。使用分块搜索算法进行图像配准以降低能耗,改进绝对差值和算法以提高图像配准的精度,并使用渐进渐出的加权平均算法对图像进行缝合,图像拼接之后与基站间的通信量减少,可以有效降低网络负载。仿真实验结果表明,所提出的算法在保证一定图像配准精度和图像质量的情况下,计算复杂度较低,可以有效节约能量。     

一种适用于复杂环境的冗余检测算法

在无线传感器网络中,由于节点能耗的不均衡导致节点感知半径的不同.针对这种复杂环境的应用,提出了一种分布式冗余检测算法,给出了相应的冗余检测准则,并对该准则的合理性进行了理论分析.在保持网络原始覆盖质量的前提下,能够更充分地检测冗余节点.仿真实验表明,复杂环境中节点感知半径相同时,算法激活的工作节点数目少,冗余检测完整;感知半径不同时,算法仍能充分、有效地检测冗余节点,从而节省能量、延长网络生存时间.     

一种非均匀分布环境下的WMSNs路由协议

针对无线多媒体传感器网络(WMSNs)节点能量受限和随机分布不均衡的特点,提出了一种在节点非均匀分布条件下适合WMSNs信息传输的路由协议,以达到缩短传输时延和延长网络生命周期的目的.该路由协议在选取前向邻居节点时,根据自身的邻居节点个数,选取一定方向角度内的节点作为前向节点集合.如果该区域内邻居节点为空,则动态地扩大区域范围,在传输数据时,根据前向节点的能量是否低于前向节点的平均能量一定阈值而选择传输与否,并利用OPNET仿真工具软件对该协议和LEACH协议进行仿真和比较,结果表明该协议具有良好的性能.     

一种无线多媒体传感器网络分区链路调度算法

链路干扰是无线多媒体传感器网络实现大容量、实时、可靠传输的主要困难。为提高多跳传输模式下无线网络性能,基于MAC层的调度算法得到了广泛关注。调度算法为每条链路分配合理的传输时槽,降低了冲突和重传次数,能显著提高网络传输性能。但随着网络规模的增大,无论是集中式还是分布式调度算法,都存在调度开销增大和性能降低的问题。针对这一问题,根据节点分布密度和承载网络流量大小,将网络划分为密集区域和稀疏区域。稀疏区域的节点传输冲突较小,直接采用CSMA的协议。密集区域的节点传输冲突大,采用基于队列长度的分布式调度。分区调度能够有效降低网络规模扩大导致的调度算法复杂性增大的问题。仿真实验表明,分区调度算法无论是在队列长度,还是在延时性能上,较传统算法有明显改善。     

一种WMSNs能量感知QoS路由机制设计

随着对监测数据的要求越来越高,多媒体传感器网络具有广泛的应用前景。由于多媒体信息对QoS的要求比较高和网络对能量的依赖较大,使得无线多媒体网络中QoS问题的研究极具挑战性。从网络层角度提出一种基于能量感知的可靠路由机制,通过充分考虑节点的剩余能量和路径的可靠性,选择相应的路由,从而提高了对网络资源的利用和网络的可靠性。仿真实验显示该机制能有效提高传输的可靠性,降低网络通信开销。     

基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构

无线多媒体传感器网络（WMSNs）的网络服务质量（QoS）一直是人们关心的核心问题,然而目前WMSNs的QoS保障研究主要针对单个协议层或特定应用场景,缺少系统性的QoS体系框架研究。结合无线传感器网络自身特点,利用图论对网络进行建模。在此基础上,提出一种三层可计算QoS指标体系,并根据各种应用不同QoS需求将应用分为四类,设计出一种基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构（DQoSAW）。以传输MPEG视频流为例对DQoSAW进行验证,实验结果表明DQoSAW能够显著改进WMSNs的整体性能。     

无线传感器网络优化路由树构造算法

针对无线传感器网络使用洪泛建立路由树时,传统的碰撞退避机制和路由树构造策略容易造成消息剧烈碰撞、路由容易瘫痪和建立非优化路由树等问题,提出了无线传感器网络优化路由树构造算法。算法定义路由有效期、父节点优先级队列,并结合跨层设计思想,修改MAC退避算法,提出交叉退避窗口策略,并经仿真实验证明能够有效地构造出较优的路由树。     

无线传感器网络中一种分布式数据压缩算法

无线传感器网络有限的能量与通信带宽难以适应网络中大量数据的传输,需要在网络内部对传感数据进行压缩处理。基于任意支撑长度的小波函数,提出了一种分布式数据压缩算法。首先研究边界效应对传感数据重构带来的影响,然后基于虚拟网格环模型给出了一种分布式小波数据压缩算法。理论分析与实验结果表明,该算法能有效地去除传感数据中存在的空间相关性。而且,随着簇头与簇内节点距离的增加,该算法比非分布式方式更节省网络耗能。     

一种蚁群优化的WSN分布式入侵检测模型

针对无线传感器网络中入侵者能在多个节点上移动并隐藏攻击源头的特点,提出了一种基于蚁群优化的无线传感器网络分布式入侵检测模型。分析了现有入侵检测对未知攻击检测率和误报率方面的不足,在此基础上提出了分布式入侵检测的体系结构,设计了基于蚁群优化的入侵检测算法。仿真实验表明提出的方案能够提高无线传感器网络对未知攻击的检测率和降低对正常网络流量的误报率,较好地解决了路由攻击、Sinkhole攻击问题,能够降低入侵检测的能耗。     

传感器网络中分布式最优小波压缩算法

研究传感器网络中的小波变换问题,提出了一种基于最优小波变换的分布式数据压缩算法。主要工作有：（1）提出基于混合分解的分布式小波变换,利用节点的计算能力减少节点间交换数据产生小波系数的通信开销;（2）提出自适应小波变换,最优变换级根据小波变换的压缩增益和由此产生的网络开销自适应确定。仿真实验表明,和现有的小波数据压缩算法以及非分布式方式相比,提出的算法具有更优的网络性能。     

无线传感器网络中的数据压缩研究 ——结合小波提升算法和差分机制

对无线传感器网络中的数据进行处理具有重要意义。引入小波变换中的提升算法对数据进行压缩处理,克服传统的小波变换方法计算量大,耗时较长的缺点。针对现有机制没有考虑到数据的时间相关性的缺陷,提出一种全新的数据发送机制——差分机制,从源头上消除冗余数据,减少数据发送量。实验表明,采用提升算法和差分机制能够有效去除无线传感器网络的冗余数据,降低节点的能量消耗,延长整个网络的生命周期。     

无线传感器网络中密度路由算法的改进研究

利用邻居节点之间的能量相关性来反映局部区域的能量可用状况，在基于节点密度的路由算法（DBR）采用潜在能量的基础上，进一步研究降低路由能耗的问题，引入了剩余跳数来反映节点的实际传输能力，用一组体现综合影响的度量参数建立了最优路由节点集的选择模型。模拟结果显示，该算法能通过降低路由能耗实现更优的网络性能。     

改进的无线传感器网络中多维定标定位算法

由于经典多维定标MDS-MAP算法在不规则网络区域中进行定位时存在较大的误差,结合以往算法的经验,一种改进的基于多维定标的算法MDS-MAP（I,E）被提出,该算法根据锚节点的位置信息,来确定各个节点采用最佳的线性变换,并由此获得定位坐标,仿真结果显示该算法在各种拓扑结构下都能取得较好的定位结果,并且比之前算法取得了明显的改进。