基于局域世界的无线传感器网络分簇演化模型

当前无线传感器网络无标度演化模型研究往往将网络视为同质网络,且未充分考虑网络在真实情形下的演化特征,导致所获网络拓扑与实际网络差异明显。因此,基于局域世界理论,考虑无线传感器网络典型分簇结构、能耗敏感与真实网络中普遍存在的节点与链路退出的动态性行为等特征,提出无线传感器网络分簇演化模型。该模型与同类研究成果相比,更为接近真实网络情形。利用平均场理论推导出此模型具有无标度特征。通过研究拓扑生长对网络容错性能影响,发现扩大局域世界规模与提升饱和度约束上限可有效提升网络容错性能。与之相反,簇头比例与节点删除概率的上升将导致网络容错性能的下降。     

大规模UAV目标编队的局域世界演化模型

针对大规模UAV编队执行任务中的目标分配问题,提出了一种新的基于局域世界演化的网络模型。首先通过对复杂网络社团生成过程的分析,改进了局域世界选择策略,同时考虑目标威胁评估对单UAV的合作意愿的影响,改进了择优连接策略。最后对生成的网络进行社团识别,根据社团划分结果的不同处理方法,得到目标分配问题不同的解。仿真的结果表明,生成网络具有明显的社团结构,同时具有很好的动态扩展性。     

局域世界线性增长的网络演化模型

从BA无标度网络的两个假设出发,对局域世界演化模型作了一点修改,提出了一个新的网络模型--局域世界线性增长的网络演化模型,连续介质理论方法和计算机模拟表明:当时间t→∞时,局域世界线性增长的网络最终将演化为无标度网络,度分布将遵循幂律分布.     

WSN中基于最佳指数的加权DV-Hop算法

DV-Hop算法是一种低成本、低定位精度的无需测距定位算法,在粗精度定位中应用广泛。为提高DV-Hop算法定位精度,从减小锚节点的平均每一跳距离误差和减小未知节点平均每一跳校正值误差两方面考虑。首先,用最佳指数值下的公式计算锚节点平均每一跳距离。然后,将未知节点的校正值加权处理,使所有的锚节点根据与未知节点距离的远近影响校正值的大小。MATLAB实验证明,改进的基于最佳指数值下的加权DV-Hop算法比DV-Hop算法、加权DV-Hop、最佳指数值下DV-Hop算法定位精度分别提高2%左右、1.65%左右、1.15%左右,同时不会增加网络硬件成本。     

WSN中基于RSSI的加权质心定位算法的改进

自身节点定位是无线传感器网络的关键技术之一。本文对距离无关定位算法中的质心定位算法进行了分析,在基于RSSI的质心定位算法的基础上提出了一种新的校正RSSI测距值的加权定位算法。测距阶段将信标节点之间的距离和信号强度信息同时考虑在内进行RSSI值校正,权值选择阶段采用了修正传统权重的计算方法,权值取距离倒数之和。通过仿真证明,本文提出的算法相对于传统的加权质心定位算法有明显改进,获得较好的定位精度。     

基于跳距修正加权DV Hop的WSN定位算法

针对DV Hop算法在估算平均每跳距离时存在较大的误差,提出一种跳距修正的加权定位算法。改进后算法是通过引入平均每跳距离误差修正值,进行加权处理,从而减少了跳距误差,避免了后续计算过程中误差的累积。仿真结果表明,改进的DV Hop算法在不增加硬件开销的基础上,能有效提高定位精度,降低定位误差,具有较好的稳定性,是一种实用的无线传感器网络(WSN)节点定位方案。     

基于无线传感网络的小世界演化研究

提高无线传感网络的传输效率、节约整个网络的能量消耗是我们研究无线传感网络的重要内容。通常都是通过改变网络的拓扑结构来实现效率的提高,本文给出了一种新的思路去节约能耗。本文讨论了权重与与无线传感网传输效率的关系,将有权的无线传感网络链路上的权值进行随机的分配,我们发现将权重随机分配后网络的传输效率得到了提高并且随着权重分布概率的增大网络的传输效率不断增大。这为我们研究权重对无线传感网络的影响提供了基础。     

基于相关度的忙时话务量加权一阶局域预测模型

为了改善加权一阶局域预测模型的预测精度,提出衡量相点间相关性的相关度函数。利用相关度函数确定预测中心点的参考邻域,并将相关度的大小以加权的方式作用于加权一阶局域预测模型,进而推导出辨识加权一阶局域预测模型参数的算法。最后将预测模型用于忙时话务量的预测中,结果表明,该模型有效地提高了忙时话务量的预测精度,验证了相关度函数衡量相点间相关性的有效性。     

基于WSN的东江水文环境监测

为了对东江流域的水文环境进行实时监测,保护好东江水源,提出了基于WSN的东江水文环境监测方案。结合使用传感器技术、3G通信技术以,及ZigBee通信技术,在监测水域中布置多个数据采集点。将传感器采集到的数据,传送到控制中心,通过控制中心的信息管理子系统对数据进行分析,并将分析结果发布到互联网上,供用户查询。实践证明：基于WSN的水文环境监测系统,具有部署简单、实时监测、信息预警等优点,对于河流水文环境监测领域的研究有着重要的借鉴作用。     

基于ZigBee的加权改进Euclidean定位算法

针对基于RSSI的三角形质心定位算法会出现不能工作的情况,提出了基于ZigBee的加权改进Euclidean定位算法。此算法利用最小二乘法得到环境参数,然后利用加权改进Euclidean定位算法对未知节点进行定位。仿真和实验表明,该算法具有一定的实用价值。     

无线传感器网络拓扑控制策略研究

节能设计是无线传感器网络的首要设计目标,拓扑控制是实现该目标的重要技术之一,其主要目标是在保证网络连通和覆盖的前提下剔除不必要的通信链路,降低节点能耗和减少通信干扰,为MAC协议和路由协议的顺利执行提供基础。文中对传感器网络拓扑控制策略进行了的分析。最后针对目前传感器节点成本仍然很高这一特点,通过仿真得出了在节点随机配置的情况下,保证网络连通和覆盖所需的至少节点数目。并通过仿真分析证明了方案的可行性。     

基于休眠和扇区的传感器网络拓扑控制算法

拓扑控制算法对节省无线传感器网络节点能量、延长网络寿命具有重要意义。无线传感器网络节省节点能量有两种方法：层次型拓扑结构控制和功率控制；但目前还没有算法将以上两种方法相结合。丈中是结合周期性休眠和拓扑控制的一种新型拓扑控制策略：基于休眠和扇区的无线传感器网络拓扑控制算法，将拓扑控制算法和节点的休眠结合起来。仿真结果表明：算法在不降低网络吞吐量条件下节省了网络能量消耗，有效延长网络寿命。     

一种无线传感器网络的多Agent系统模型

针对无线传感器网络缺乏普遍的理论模型,提出一种多Agent系统模型,包括形式化语言、模型、语义以及相应的公理和模型约束.该模型将无线传感器网络抽象为由具有特定信念、期望、意图和能力等认知成分的Agent组成的认知系统,所有这些认知成分构成多Agent系统认知模型.本文将为独立于内部结构和具体实现来理解、分析和预测无线传感器网络行为提供形式化的理论基础和分析工具.     

加权选举的无线传感器网络协议

为了提高无线传感器网络的稳定期,提出了一种高效节能的加权选举协议。该协议使用集群策略结合链状路由算法,在异构的无线传感器网络环境下改善节能并且延长稳定期。仿真结果表明该协议在网络寿命和稳定期方面的性能都优于LEACH,SEP和HEARP。另外,实验表明在异构环境下稳定期依赖于节点的额外能量。     

基于RSSI的无线传感器网络环境参数分析与修正方案

定位技术是无线传感器网络数据采集的基础服务,而定位精度的高低在很大程度上取决于距离测量的精度。基于RSSI（接收信号强度）测距技术无须添加任何硬件设施、用较少的通信开销和较低的实现复杂度,十分适应于能量受限的无线传感器网络。通过对RSSI测距模型进行分析,并提出一种针对室内环境的参数修正方案。通过自行研发的传感器节点Ubicell上进行验证分析,实验表明,采用环境参数修正方案后,明显提高了测距的精度。     

无线传感器网络研究概述

集中传感器、计算机以及通信技术的无线传感器网络技术由于其良好的性能以及广阔的运用空间,得到了广大学者的关注和研究。基于此介绍了无线传感器网络的基本概念、属性,讨论了无线传感器网络的关键技术,并就使用领域进行了阐述。     

Lightweight Deployment-Aware Scheduling for Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks consist of a large number of tiny sensors that have only limited energy supply. One of the major challenges in constructing such networks is to maintain long network lifetime as well as sufficient sensing areas. To achieve this goal, a broadly-used method is to turn off redundant sensors. In this paper, the problem of estimating redundant sensing areas among neighbouring wireless sensors is analysed. We present simple methods to estimate the degree of redundancy without the knowledge of location or directional information. We also provide tight upper and lower bounds on the probability of complete redundancy and on the average partial redundancy. With random sensor deployment, our analysis shows that partial redundancy is more realistic for real applications, as complete redundancy is expensive, requiring up to 11 neighbouring sensors to provide a 90 percent chance of complete redundancy. Based on the analysis, we propose a scalable Lightweight Deployment-Aware Scheduling (LDAS) algorithm, which turns off redundant sensors without using accurate location information. Simulation study demonstrates that the LDAS algorithm can reduce network energy consumption and provide desired QoS requirement effectively. This research was partially supported by Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada. Kui Wu received his Ph.D. in Computing Science from the University of Alberta, Canada, in 2002. He joined the Department of Computer Science at the University of Victoria, Canada in the same year and is currently an Assistant Professor there. His research interests include mobile and wireless networks, network performance evaluation, and network security. Yong Gao received his Master's degree and Ph.D. degree in computer science from University of Alberta, Canada, in 2000 and 2005 respectively. He is currently with the Irving K. Barber School of Arts and Sciences, UBC Okanagan, Canada. His research interests include search algorithms and AI, communication networks, and computational biology. Yang Xiao worked at Micro Linear as an MAC (Medium Access Control) architect involving the IEEE 802.11 standard enhancement work before he joined Department of Computer Science at The University of Memphis in 2002. Dr. Xiao is an IEEE Senior member. He was a voting member of IEEE 802.11 Working Group from 2001 to 2004. He currently serves as Editor-in-Chief for International Journal of Security and Networks (IJSN) and for International Journal of Sensor Networks (IJSNet). He serves as an associate editor or on editorial boards for the following refereed journals: (Wiley) International Journal of Communication Systems, (Wiley) Wireless Communications and Mobile Computing (WCMC), EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, and International Journal of Wireless and Mobile Computing. He serves as five lead/sole guest editor for five journal special issues. He serves as a referee/reviewer for many funding agencies, as well as a panelist for NSF. His research interests are Security/ Reliable Communications, Medium Access Control, Mobility/Location/Paging Managements, Cache Access and Replacement Policies, Quality of Service, Energy Efficiency, and Routing in wireless networks and mobile computing.     

基于局部联系的无线传感网络异常入侵检测

提出一种局部联系对比搜索算法.通过把节点刷新定位过程,与其相邻的小范围分布网络的均值特征节点做比较,利用局部无线网络节点最优信息,检测异常入侵节点信息,避免了传统集中式方法对全部节点搜索的耗时.实验证明,这种局部联系对比定位算法能够有效利用网络信息,对异常节点实现准确入侵检测,缩短了检测时间.     

无线传感器网络休眠MAC协议分析

无线传感器网络中每个传感器节点一般采用电池供电,能量有限,需要有效的可休眠的MAC协议来保持能量的高效利用,因此休眠MAC协议成为研究的重要方向之一。目前已经有很多种为无线传感器网络设计的MAC协议,其中一个重要的分支就是基于局部同步周期休眠／监听排程的S-MAC协议及其各种改进协议。论文首先介绍了无线传感器网络中与MAC协议设计相关的一些特性。其次对S-MAC协议的基本原理以及各种改进协议的原理进行了说明,并分析了它们各自的优缺点。     

无线传感器网络系统综述

介绍了无线传感器网络的概念、几种主要的无线传感器网络协议，尤其是MAC层协议的研究情况，给出了一些比较经典的无线传感器网络MAC协议的思想。