无线传感网络低空干扰下的通信优化模型仿真

准确分析无线传感网络低空干扰程度与通信能力的关系,可以进一步保证网络的安全与稳定,并对通信过程进行优化.无线传感网络在低空干扰下,干扰程度呈现关联无序变化,导致网络通信能力的变化也呈现极强的非线性.传统的关联建模方法对无线传感网络低空干扰下的通信优化建模时,模型受到这种随机变化的冲击,很难正确反映无线传感网络的通信优化效果.提出一种基于数据融合算法的无线传感网络低空干扰下的通信优化模型.模型考虑无线传感网络低空干扰因素的非自由空间描述无线传感网络,获取相应环境下无线传感网络低空干扰程度参数值,通过节点数据适应度运算方法,针对不同的低空干扰程度参数,塑造网络通信所需的适应度函数,修正低空干扰产生的误差,实现优化建模.仿真结果说明,通信优化模型在网络能量消耗、网络延时率和误码率等三个方面的通信优化建模性能都优于传统模型.     

时钟同步积累误差补偿的传感通信优化仿真

时钟同步是传感器网络通信中的关键技术,但是在有限节点传感网络信息传递过程中,多采用先同步局部范围的节点,在扩展到所有节点,在局部与整体的切换过程中,信息在不同层传递,存在层间不定的时间同步随机时间延迟,传统的传感网络时间延迟消除方法是假定不同网络层时延一致的情况,对应层同量补偿误差较大,误差消除效果不佳.提出采用自回归积分滑动控制算法的时钟同步累计误差补偿方法.在传感通信中,将传感网络分割为若干个子单元,获取对应局部区域的时间域窗口结构,在指定时域窗口中将所有的节点展开,计算传感网络累计延迟率.根据时钟同步累计误差补偿目标函数,建立自回归积分滑动控制模型,实现时钟同步累计误差补偿.实验结果表明,利用改进算法进行传感通信网络的时钟同步累计误差补偿,能够降低传感网络的延迟性,满足传感网络通信需求.     

传感通信网络过滤方法研究与仿真

传感通信网络中乘性噪声的过滤,可提高通信网络的性能。在传感通信网络乘性噪声过滤过程中,由于传感网络的信道大部分处于移动状态中,信道路线的变化会造成不同节点间的乘性噪声干扰,传统的传感网络方法过滤乘性噪声,信号与噪声之前缺少识别过程,统一转换成固定特征噪声加以删除,过滤效果较差。提出采用改进主分量分析算法的传感通信网络乘性噪声的过滤方法。对采集到的初始信号进行白化与降维处理,使初始有色信号转换成白色信号,且分量彼此间相互独立,减少处理过程的数据量,根据改进主分量分析算法构造信号数据矩阵,进行正交变换获取有效特征值并进行信号重构,实现对传感通信网络中乘性噪声的有效过滤。实验结果表明,利用改进算法进行传感通信网络乘性噪声的过滤,能够提高噪声过滤的精度,提高传感通信网络性能,具有极大的优越性。     

无线传感执行器网络中多源容错拓扑控制算法研究

拓扑控制是延长无线传感器网络生命时间的关键技术.针对异构网络的复杂性,提出了基于功率控制的分布式多源容错拓扑控制算法MSFT.在由大量计算、能量受限的传感器节点和少量性能较优的执行器节点组成的异构无线传感执行器网络模型中,算法保证任意传感器节点与执行器节点之间至少存在k条不相交路径同时选择权值较优节点使路径总功耗尽可能少,这样当任意k-1个节点失效时并不影响网络的连通性.理论分析证明算法能以O(n)的时间和消息代价构造网络拓扑,仿真实验进一步证实算法的有效性.     

有向传感网络中通信节点分类方法研究与仿真

研究有向传感网络通信节点的分类优化问题.网络通信节点众多,在很多属性上有着较强的相似性.传统的通信节点分类方法多是运用属性上的相似性进行分类,没有考虑通信节点的传播方向,有向传感网络中的通信节点分类忽略了传递方向,造成分类过程较为粗糙,结果不准.为了避免上述传统算法的弊端,提出了一种基于密度自适应粒子群算法的有向传感网络通信节点分类方法.利用信息熵方法能够建立自适应粒子群,并且对粒子群中的粒子进行更新,保证粒子群的多样性,提高通信节点分类算法的局部寻优能力,从而完成有向传感网络的通信节点分类.实验结果表明,利用改进算法进行有向传感网络的通信节点分类,能够提高分类的准确性,从而满足实际有向传感网络的需求.     

无线传感网络信道破坏程度与通信效果建模

在无线传感网络信道破坏程度与通信效果建模的研究中,为保证传感网络通信性能,传感网络通信节点选择具备一定的随机性,虽然部分节点被破坏,但是,可通过其它节点完成信道通信。这就造成传统建模方法无法通过节点数量的损坏衡量信道的通信破坏程度,分析模型可靠性降低。为此提出一种采用粒子群神经网络混合算法的二者关系建模方法。利用通信效果与被破坏节点的关系得到被破坏传感节点的约束条件,利用粒子群算法原理实现对被破坏节点的准确定位,利用被破坏节点的数目约束模糊聚类结果能够建立二者关系模型。实验结果表明,利用改进算法进行二者关系建模,能够有效提高模型的可靠性。     

多船只联合通信中的网络优化算法研究

多战舰联合通信中的网络性能优化,可以保证多战舰通信的流畅性,有利于战舰及时作出作战策略。在多战舰联合通信过程中,需要多层网络去表达不同战舰的通信状态,由于通信网络存在不同的结构层次中,受到的干扰噪声特征频率不同,造成通信特征存在无序性。传统的多战舰联合通信模型没有对无需信息进行排列处理,引起的数据的分析和集成存在差异,融合过程标准过于统一,影响通信效果。提出采用信息重排的多战舰联合通信中的网络优化算法,依据单类支持向量机方法,通过得分函数对多战舰大数据源进行数据集成优化程度的打分,按照不同层次的得分结果高低,实现对其的重排,采用目标状态模型得到战舰数据集成优化估计信息,将集成优化数据估计信息反馈到跟踪滤波器,通过各类先验信息完成战舰数据分层过滤集成优化。实验结果表明,该方法不仅有较高的灵敏度,而且性能及抗干扰能力均优于传统的多战舰联合通信中的网络优化。     

无线传感器和执行器网络控制系统设计与仿真

无线传感器和执行器网络通过无线网络(ZigBee)将传感器和执行器与控制器相连,完成分布式传感和执行任务。针对无线网络传输和被控对象延时的不良影响,首先详细介绍了基于TrueTime 2.0的无线网络控制系统在Windows 7和Matlab R2010b环境下的搭建,给出了系统的仿真模型。对控制器节点分别采用常规PID控制和模糊PID控制算法进行仿真研究。仿真结果表明,对于存在延时环节的无线网络控制系统,模糊PID控制可以取得较好的控制效果,系统鲁棒性较强。该研究对物联网智能家居系统的设计具有一定参考价值。     

无线传感网络目标定位系统建模与仿真

文章首先提出一种传感器网络目标定位系统的系统模型,然后利用Ptolemy Ⅱ建模仿真平台完成该传感器网络目标定位系统的系统级行为描述,并根据系统级建模方法学对该目标定位系统进行建模与仿真.分析了传感器网络目标定位系统的诸多影响因素.测试结果表明:传感器网络目标定位系统对于传感器节点的功耗及信息时间同步窗口具有敏感性,符合传感器网络目标定位系统应用特性,验证了Ptolemy嵌入式系统级设计方法学对于指导传感器网络系统设计的正确性和可行性.     

具有自适应通信能力的无线传感网节点设计

具有自适应通信能力的无线传感网节点的系统设计方案,实现了具有环境适应性、灵活高效、小体积低功耗的传感节点。     

基于PtolemyII的传感网络仿真研究

随着传感器技术的飞速发展,传感器技术在越来越多领域得到了广泛的关注和应用;然而,传感器网络不同的应用特性限制使基于传感网络的建模与仿真面临诸多问题。有效的设计对一个完善的传感网络模型非常重要,使用基于PtolemyII的仿真工具能够有效地对传感网络进行建模仿真。探讨了目前传感网络建模仿真平台的不足,介绍了PtolemyII如何运用层次异构设计思想解决传感网络的建模问题,以及该设计思想的传感网络建模与实现原理;并基于PtolemyII实现了一个完整的基于定位应用的传感网络计算模型。     

基于时空联合性的无线传感网覆盖采样技术

覆盖采样作为无线传感器网络领域的一个基本问题,已经得到了广泛研究。但是目前研究大多只考虑空间覆盖性和网络生存周期等因素,并没有从实用的角度考虑覆盖区域的时空域覆盖特性。本文以综合考虑空间域和时间域为研究视角,提出了一种新型的以应用为导向的覆盖率指数,研究了一种基于时空联合性的无线传感网覆盖采样机制。最后通过时空覆盖率与事件侦测率指标两个指标进行了验证。     

无线传感器网络及其应用

As a result of combination of microsensor technology, low power computing and wireless networking,wireless sensor networks are becoming an active branch of computer science. In this paper, we introduce the up-to-date research work of wireless sensor networks. First, we simply introduce the background of producing wireless sensor networks. Then, we describe their characteristics and application scopes. Finally we suggest the research direction in wireless sensor networks in the future.     

最大化WSN寿命的电量分配与路由联合优化策略

为了尽量延长无线传感器网络的工作寿命,提出了一种对网络路由和电池电量分配方案进行联合优化的策略,在连续和离散两种电池电量分配场景中分别建立优化问题模型,并给出求解算法。在连续电量分配情况下,通过转换成线性规划问题,可同时解出最优的路由和电量分配方案。在离散电量分配场景中,通过将组合优化问题松弛为连续优化问题,并提出一种最优的电池离散化算法,得到一组次优的路由和相应的离散电量分配方案。仿真显示该联合优化策略可以显著地延长网络寿命。     

无线传感网络中速率效用与链路能耗的联合优化

针对能量受限的无线传感网络,提出了一种基于功率相关链路容量约束的源节点速率效用与链路能耗联合优化模型。针对传统对偶次梯度算法在分布式求解时存在收敛速度慢的缺点,提出了多步加权加速梯度方法,利用过去迭代计算历史信息来加快拉格朗日乘子的更新速率,从而快速取得速率效用与链路能耗的联合优化解。仿真实验表明,所提出的加速梯度方法取得了比对偶次梯度算法更快的收敛性。     

一个基于TOSSIM的异构传感器网络仿真方案

TOSSIM提供了每一节点运行相同应用的传感器网络仿真实验方法,但很多传感器网络中各节点需要运行的应用各不相同.为了用TOSSIM仿真这类异构传感器网络,从结构上分析了TOSSIM不能仿真异构传感器网络的原因,通过拓展Main配件的StdControl接口,引入事件响应控制机制,从而解决了在TOSSIM的单线程仿真模式下不能直接仿真异构传感器网络的问题,并成功实现了多个异构传感器网络的TOSSIM仿真实验.仿真结果分析表明在TOSSIM中实现规模可扩展的异构传感器网络仿真实验是可能的.     

无线传感器网络覆盖优化仿真研究

研究无线传感器覆盖(WSN)优化问题,由于网络传感器节点分布不均匀,又存在冗余等问题。传统WSN高密度部署方法,节点分布极不均匀,节点覆盖区域之间的重复率高,节点浪费严重,导致网络覆盖率低、成本高。为了提高无线传感器网络的覆盖率,提出一种混沌粒子群优化算法(CPSO)的WSN覆盖优化算法。首先以提高网络覆盖率为优化目标,建立WSN覆盖优化数学模型,然后通过粒子间协作进行求解,并对粒子群混沌扰动,保持粒子多样性,从而得到最优网络覆盖。仿真结果表明,相对于其它覆盖优化算法,CPSO能够以较少传感器节点获得较高网络覆盖率,提高了网络通信效率,降低网络成本。     

无线传感器网络动态节点选择优化策略

无线传感器网络的能耗和有效覆盖率是衡量其性能的两个重要指标.无线传感器网络动态节点选择优化策略通过合理配置各无线传感器节点状态,平衡网络能耗和有效覆盖率,提高网络能效性,延长网络寿命.提出一种结合了Hopfield网络与遗传算法的动态节点选择优化策略,简称为HN-GA.该策略通过遗传算法实现全局搜索,采用Hopfield网络缩小遗传算法的搜索范围,保证遗传算法中每个基因对应待选解的有效性,并针对动态节点选择优化提出一种基于无线传感器网络能耗、寿命和有效覆盖率的综合指标.仿真实验表明,HN-GA算法能有效完成无线传感器网络动态节点选择优化,并在确保网络有效覆盖率的前提下,通过动态配置各无线传感器节点状态,降低网络能耗,延长网络寿命.与遗传算法和Hopfield网络相比,HN-GA算法不仅全局搜索能力强,且收敛速度快、耗时少.     

基于Prim算法的通信网络架设仿真研究与应用

为了更好地提高通信网络架设实际问题的工作效率,进行了通信网络架设过程的仿真研究.通过算法的比较选择,对通信网络构架进行了动态规划.以最小代价生成树普里母算法为研究基础,采用数据结构的分析方法进行假设论证.文中结合通信网络构架的实际具体问题,讨论了网络规划中线路权重的选取方法,并在C语言环境下设计了适用于各个城市网络的节点-支路邻接表的数据存储结构.经实例验证,该方法具有计算速度快的优点并有效减少资源浪费,不仅可以保证通信网络架设工作效率,而且可以有效提高通信网络架设经济效益.