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由于无线传感器网络承载服务的多样性和工作环境的复杂性,使得基于单层信息设计的拓扑控制方法面临挑战。针对该问题,通过引入博弈理论和超模博弈的概念,将节点度、网络连通性和MAC层干扰程度等跨层信息融入到效用函数的设计中,构建了一种新的拓扑博弈模型,并证明了该模型属于超模博弈且存在纯策略纳什均衡,进而提出了一种跨层优化的WSN能耗均衡拓扑博弈算法(COETG)。通过仿真实验与对比分析表明,COETG算法能在保证网络连通性和鲁棒性的前提下,降低节点发射功率,拥有良好的能耗均衡性和能量效率,有效延长了网络生存时间,提升了网络性能。 相似文献
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一种可自维护无线网络拓扑最小能量特性的分布式拓扑控制算法 总被引:2,自引:1,他引:1
由节点的位置和传输范围确定的无线网络拓扑结构对网络的性能有着重大的影响.拓扑控制通过调节节点的传输功率能够优化网络的性能,减少节点的功率消耗,延长网络的生存时间.文中提出一个分布式的拓扑控制算法,由该算法产生的拓扑结构具有最小能量特性,并且在网络的组成发生动态变化时,算法可以以响应的方式维护全网的连通性和全局的最小能量特性.该算法不仅适用于同质的无线Ad Hoc网络,也适用于异质的网络.仿真研究表明,提出的算法在平均节点度、传输功率的效率以及响应拓扑变化的平均节点数等方面均优于基于直接传输区域的拓扑控制算法. 相似文献
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一种建立可自维护且具有最小能量特性的无线网络的分布式拓扑控制算法 总被引:1,自引:0,他引:1
由节点的位置和传输范围确定的无线网络拓扑结构对网络的性能有着重大的影响.拓扑控制通过调节节点的传输功率能够优化网络的性能,减少节点的功率消耗,延长网络的生存时间.文中提出一个分布式的拓扑控制算法,由该算法产生的拓扑结构具有最小能量特性,并且在网络的组成发生动态变化时,算法可以以响应的方式维护全网的连通性和全局的最小能量特性.该算法不仅适用于同质的无线Ad Hoc网络,也适用于异质的网络.仿真研究表明,提出的算法在平均节点度、传输功率的效率以及响应拓扑变化的平均节点数等方面均优于基于直接传输区域的拓扑控制算法. 相似文献
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干扰问题是无线网络中的一个普遍现象。干扰影响网络总能耗、吞吐量、网络寿命等,减少干扰可以优化网络性能。同时利用连通控制集(CDS)作为虚拟骨干网也可以提高网络性能,达到简化路由、节省能量的目的。文中提出了一个干扰感知的基于优先级排序的拓扑管理算法(I-TMPO),该算法考虑了每个节点的干扰值,同时加入速度因素为每个节点分配一个优先级。通过该算法,每个节点根据它的邻居信息决定其是否在最小控制集(MDS)中,然后将MDS中的节点连通成一个CDS。理论上证明了算法的正确性,仿真结果表明文中的算法具有更好的性能。 相似文献
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定向天线自组网拓扑的构建问题比全向天线网络复杂.基于自适应波束定向天线模型提出一种分布式拓扑控制算法,通过调整节点发射功率,改变天线波束的朝向、宽度和增益来构建拓扑.网络中每个节点收集其邻居节点信息,采用功率控制调度策略选择最优相邻节点,并选取覆盖所有最优相邻节点的最小发射功率为此节点的发射功率.算法在保证网络连通性与无向性的同时,降低了节点的发射功率,减小了节点的平均度数,从而降低节点能耗,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量.仿真结果表明,算法显著提高了网络性能. 相似文献
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研究了在大面积受损的无线传感网(WSN)中通过加入中继节点(RN)来修复网络连通性的问题,以修复代价最小化为目标提出了新的算法,目标包括减少中继节点数并均衡节点能量。为了减少中继节点数,在每个分区的边界上寻找代表节点,借助最小生成树、费马点、Steiner树的经典方法。为了均衡网络节点的剩余能量,在分区中选择能量最大的作为代表节点,并让能量大的节点分担更多传输任务。算法优化了所需中继节点的数量,且样本值保持在均值15%区间范围内。此问题可以看作SMT-MSP问题,算法在多项式时间内解决连通性修复,其性能通过仿真进行了验证。 相似文献
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无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)中通常节点能量受限,节点间能耗不均衡会导致网络生命周期缩短.针对该问题,综合考虑节点的能量效率和能耗均衡,通过引入阿特金森指数设计了一种改进优化的综合效用函数;基于此,建立了一种能耗均衡的拓扑博弈模型,并证明了该拓扑博弈模型是序数势博弈且存在帕累托最优;提出了一种能耗均衡的WSN分布式拓扑博弈算法(DTCG).通过仿真实验及对比分析表明,相较于其它基于博弈理论的拓扑控制算法,DTCG算法能在保证网络连通性和鲁棒性的前提下,降低节点发射功率,拥有更好的能量均衡性和能量效率,可以有效延长网络生命周期. 相似文献
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Ad hoc网络中能量有效的QoS拓扑控制算法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
无线Ad hoc网络中节点电池的能量有限,为了延长节点的牛存时间,必须有效提高电池的利用率.拓扑控制足提高Ad hoc网络能量利用率的一种重要的机制.概述了面向节能的两种基本拓扑控制机制,提出了一种能量有效的Qos拓扑控制算法EEQTC算法.算法在给定平面巾的节点集合以及任意节点对问的QoS需求下,通过计算每个节点的发送功率p,使节点以发送功率p米构建网络拓扑结构,这种拓扑结构小仅能够满足任意节点对间的QoS需求,而且最小化了节点的发射功率,提高了网络的能量使用效率.仿真研究表明,算法生成的网络拓扑结构在满足QoS需求的条件下,有效的减少了节点的能量消耗,提高了网络的能量有效性. 相似文献
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为了减少认知无线Ad Hoc网络的传输中断概率,实现频谱和能量高效,提出一种干扰约束和能量高效(Interference Constraints and Energy-Efficient,ICEE)的路由算法。信道检测除了基于认知节点(Cognitive Radio,CR)对主用户(Primary Users,PU)的干扰约束外,还增加了CR节点的数据传输所需持续时间约束,以保证CR节点在有效利用空闲信道的同时减少传输中断事件的发生,减少故障重传所损耗的能量。在设计路由算法时采用了链路能耗和节点寿命作为度量,通过联合最优的链路选择方程实现网络能量高效,并延长网络的生命周期。实验仿真结果表明,相比较认知Ad hoc网络的自适应路由协议,基于联合信道分配和自适应功率控制的路由协议,ICEE算法在数据包平均能耗上分别减少了41.2%和24.5%,并且有效地延长了网络生命周期。 相似文献
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针对现有的无线Mesh网络多信道分配算法无法解决煤矿应急救援中无线Mesh网络因传输干扰导致的信道分配抖动问题,结合无线Mesh网络连通性以及干扰模型,提出了一种基于拓扑分层和干扰避免的多信道分配算法,即对网络拓扑分层,在确定第1层节点与边的基础上,继续对其他层进行拓扑分配,然后根据干扰情况对各层进行信道分配。设计了仿真模型:无线Mesh节点发射距离为200m,干扰距离为500m,拓扑范围为1 000m×1 000m。随机选取20个节点,在可用信道变化和网关变化2种情况下对该算法进行仿真分析,结果表明该算法较常用的拓扑结构算法提高了网络的吞吐量,降低了信道分配中的传输干扰。 相似文献