基于双重梯度的车辆传感器网络定向扩散梯度场

为了提高定向扩散梯度场建立的快速性和逻辑网络的实时连通性,提出一种基于双重梯度的车辆传感器网络(VSN)定向扩散梯度场(DDGF-DG)。通过网络中各路边节点估算的梯度值将网络划分为若干以路边节点为局部核心的区域,各局部核心分布式启动局部定向扩散梯度场的建立,利用双重梯度值将各局部定向扩散梯度场连接成全局定向扩散梯度场,实现巨大规模车辆传感器网络的分区治理。理论分析和仿真结果表明,基于双重梯度的定向扩散梯度场及其动态调整有利于减小梯度场建立与维护的时间开销和提高网络的实时连通性。     

MHR无线传感器网络梯度场动态调整策略

为了适应无线传感器网络的动态拓扑结构特性、提高数据汇聚的可靠性,MHR无线传感器网络的最小跳数梯度场应该实时动态更新。为节省能量,节点可实时监听其梯度化邻居节点信息并据此动态调整其拥有的最小跳数值,以实现MHR无线传感器网络最小跳数梯度场的廉价动态实时更新。理论分析和仿真结果表明该方法在无线传感器网络物理拓扑结构不发生大规模突变的状态下具有良好的效果。     

泛在互联车辆传感器网络混合拓扑结构研究

针对泛在互联车辆传感器网络的特点,提出了一种基于位置和定向扩散机制的泛在互联车辆传感器网络混合逻辑拓扑结构HLT-L&DD(hybrid logical topology based on location and directed diffusion mechanism),并给出了形成HLT-L&DD的控制方法。在HLT-L&DD中,各路边节点根据任务需求自定为簇首,以其位置信息作为其所在分簇的簇标识ID,并以定向扩散机制分布式启动分簇过程,逐跳吸纳跳数距离近的车辆节点加入本簇,不同的路边节点独立形成若干个分簇;各相邻分簇之间通过边沿节点的定向扩散机制实现彼此相联,最终将各独立分簇互联成一个完整的混合逻辑拓扑结构HLT-L&DD。HLT-L&DD是平面逻辑拓扑结构与层次型逻辑拓扑结构的混合拓扑结构,既便于车辆传感器网络节点的泛在自组成网、分区自治,也便于路边节点与其他诸如Internet等传统网络的泛在互联。理论分析和仿真结果表明,HLT-L&DD有利于减小泛在互联车辆传感器网络逻辑拓扑结构建立与动态维护的时间开销,以及提高网络的实时连通性,从而优化泛在互联车辆传感器网络的综合性能。     

定向扩散路由无线传感器网络行为仿真

为改善定向扩散路由无线传感器网络性能,利用MATLAB仿真软件对其网络行为进行了仿真.根据网络运行规则建立了节点分布模型、定向扩散梯度场模型、数据汇聚模型以及特征统计模型.给出了主要仿真算法,并以图形化方式给出了仿真结果.理论分析和仿真结果表明,现有无线传感器网络的定向扩散路由存在缺陷,需要改进,并给出了改进方向.     

基于安全连通性检测的随机密钥预分配方案

近年来,无线传感器网络的安全研究越来越受到关注,研究者们相继提出了许多解决方案。其中的随机密钥预分配方案基于概率模型,因此网络中可能存在着一些安全孤立节点,从而可能会降低整个网络的安全连通性。针对此问题,提出在节点布置比较稀疏的无线传感器网络的初始化阶段以及网络在运行过程中,定期对网络进行安全连通性检测,以发现网络中存在的安全孤立节点,然后增大这些孤立节点的通信半径,从而动态地调整网络中某个局部区域的安全连通性,以使得整个网络获得更高的安全连通性。     

基于簇的无线传感器网络预分配密钥机制

无线传感器网络预分配密钥管理机制的连通性和抗捕获性较差.为此,提出一种基于簇的预分配密钥管理机制.采用分布式管理策略,通过更新原始共享对称多项式的系数,确保被捕获节点无法与安全节点建立共享密钥对,从而隔离被捕获节点.实验结果表明,该机制具有较好的抗捕获性和可扩展性,密钥对实时更新能保证网络具有较高的连通性,在隔离被捕获...     

基于网格的无线传感器网络预分配密钥机制

无线传感器网络预分配密钥管理机制的连通性和抗捕获性较差。为此,提出一种基于网格的密钥机制。任意相邻节点可直接建立密钥对,在被攻击区域中,密钥空间的捕获不会影响其他区域节点的安全性,攻击区域捕获的节点可以方便地被集体撤销,以实现网络及时更新。实验结果表明,该机制具有良好的连通性和抗捕获性。     

传感器网络定向扩散机制中梯度生成算法的研究

如何生成优化的梯度是传感器网络定向扩散中的一个关键问题,本文在分析一种基本梯度生成算法的问题基础之上,利用兴趣包的转发次数对其进行改进,设计了一种分布式的最短路径梯度生成算法.该算法极大的降低了邻居节点间建立"平行梯度"和"逆向梯度"的概率,可构建从源节点到sink节点的多条最短路径.仿真表明,改进的算法可建立更为有效的梯度,从而使得定向扩散中数据报文沿着更短的路径传输,无线传感器网络的能量利用率更高.     

基于蚁群算法的定向扩散算法研究

无线传感器网络中定向扩散算法周期性地进行探测分组扩散时采用的是洪泛方式,这样会给网络带来巨大负载,严重影响网络的传输性能。提出一种改进的蚁群算法并将其应用于定向扩散协议中,算法中将定向扩散中的梯度建立在蚁群的信息素与网络节点剩余能量基础上,在寻找优化路径的同时,使网络节点能量得到均衡消耗。通过仿真实验验证了新方法的可行性,仿真结果表明新方法有效地控制了网络节点能量的均衡消耗,延长了整个网络的生存周期。     

基于蛙跳算法的无线传感器网络节点重部署

针对传统无线传感器网络节点重部署覆盖方法没有进行子群节点局部搜索,导致方法存在覆盖率较低、节点连通性较差等问题,提出基于蛙跳算法的无线传感器网络节点重部署方法,初始化无线传感器网络节点,引入蛙跳算法,将全局的信息交换和子群局部搜索结合,确定无线传感器所能够探测的区域范围,利用微积分方法求解不规则区域,获取网络节点最优解,实现无线传感器网络节点的重部署.实验结果表明,研究方法覆盖率较高、节点连通性较好、节点能量较高,具有更好的应用价值.     

DDRLD：支持局部扩散的定向扩散算法*

在定向扩散协议中,中间节点以泛洪的机制向网络中的所有邻居节点转发接收到的兴趣报文,导致网络能源的浪费。为此,提出一种支持局部扩散的定向扩散算法DDRLD。它通过设置梯度扩散深度阈值,缩小了兴趣报文扩散的范围,降低了网络中传输的数据量;通过设置节点剩余能量门限值,增加了每个节点被选取为转发节点的概率,延长了节点的平均工作时间,改善了网络负载平衡。仿真结果表明DDRLD大大缩短了数据报文端到端的平均延迟,降低了网络功耗,增加了网络生存时间。     

基于有序竞争的传感器网络MAC协议

在定向扩散路由无线传感器网络中,为减轻竞争型MAC协议CSMA/CD的碰撞冲突问题,以及减小MAC协议引入的时延,对CSMA/CD协议进行改进,提出基于定向扩散与有序竞争的传感器网络MAC协议,即CSMA/CD-DDOC,通过将同跳梯度层次内的转发节点进行分组后实施各分组对共享信道的有序竞争,减少同时争用信道的节点数目,以达到减少碰撞和减小时延的目的。理论分析和仿真结果表明,CSMA/CD-DDOC协议具有优于CSMA/CD协议的时延性能。     

城市车载网络中基于停放车辆辅助的数据分发

VANETs(vehicular ad hoc networks)具有节点高速移动、网络间歇性连通和拓扑高度动态变化等特点.要分发的数据很难被维持在目标区域的道路上,不能持续为行驶经过的车辆提供服务.鉴于城市区域道路两旁长时间拥有大量停放车辆这一事实,提出了VANETs中基于停放车辆辅助的数据分发策略PADD(parked-vehicle assisted data dissemination).PADD按照簇的结构对目标区域内的路边停放车辆进行管理,将要分发的数据从数据源路由到目标区域合适的停车簇,并采用订阅/发布机制在停车簇一跳范围内实现数据分发.理论分析证明了停放车辆辅助的有效性;基于真实城市地图和交通数据的模拟实验结果表明:与现有的几种数据分发算法相比,PADD能以较低的网络负载和较小的传输延迟获得较高的数据传输成功率.     

基于机器人群的主动传感器网络自组织的运动规划

主动传感器网络的自组织通常要求移动节点群(机器人群)通过障碍物环境移动到指定地点后, 重新调整并按预定布局组网. 在网络的自组织过程中要保证每个移动节点(机器人)与整个网络之间的连通性. 在对移动机器人的保持连通性进行优化的基础上, 提出了单步位置预测与群体势场相结合的分布式运动规划方法进行主动传感器网络的部署和重置, 证明了机器人运动控制的稳定性和网络的连通性保持, 进行了有和无障碍物环境下超过40个机器人的仿真, 结果表明该方法适用于大规模的主动传感器网络重置, 并对不同规模的网络具有可扩展性.     

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。     

无线传感网络交叉覆盖节点路由删除仿真研究

针对无线传感网络中节点的覆盖范围较小,删除无用路由所用时间较长,导致网络覆盖率低和路由删除效率低的问题,提出无线传感网络交叉覆盖节点路由删除方法。建立节点覆盖模型,在节点覆盖模型的基础上将无线传感网络的覆盖率和连通性当做综合评价函数,构建无线传感网络交叉覆盖节点优化布局的数学模型,并采用罚函数结合无约束优化模型代替传统约束优化模型。运用自适应遗传算法求解无约束优化模型,实现无线传感网络中交叉覆盖节点的优化布局,进而删除无线传感网络中存在的无用路由。分析实验结果得出,所提方法的网络覆盖率高、路由删除效率高,说明所提方法实际应用性强。     

分层传感器网络的最大化寿命模型与求解

针对矩形传感器网络,给出了满足连通覆盖约束条件的分层传感器网络最大化寿命模型,提出一种非均匀的节点布置算法,通过分析节点的能耗来计算层的宽度,并定量规划了每层中节点的数目。仿真实验表明,基于分层的非均匀节点布置算法能有效延长网络的寿命。