基于无线紫外光隐秘通信的侦察无人机蜂群分簇算法

针对复杂战场环境下无人机(UAV)蜂群的渗透侦察任务,考虑无人机间信息传输时能量消耗的不均匀性,影响侦察任务的高效实施,该文提出一种基于无线紫外光隐秘通信的侦察UAV蜂群分簇算法。该算法结合无线紫外光散射通信的优点,通过分簇拓扑管理机制对UAV蜂群进行能耗平衡。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能够有效均衡网络能量消耗,提高网络的传输效率,并且选取合适的数据包长度及节点密度可延长UAV蜂群的生存周期。

     

紫外光通信协作编队无人机联盟围捕算法

编队无人机对目标无人机进行围捕是多无人机战场作战中重要且典型的任务之一，本文将无线紫外光通信技术与围捕算法结合，提出了一种紫外光通信协作编队无人机联盟围捕算法。该算法借助无线紫外光辅助无人机编队机间数据保密传输和非直视通信，将联盟生成算法与区域最小化策略进行融合，采用动态规划法对最优联盟结构进行求解，使用区域最小化策略对目标无人机实施空中围捕，完成在复杂场景中无人机编队高效围捕多目标任务。对区域最小化策略和本文提出的紫外光协作编队无人机联盟围捕算法进行了仿真对比，实验结果表明：所提出的紫外光协作编队无人机联盟围捕算法在无人机编队围捕多目标过程中平均降低了12.73%的能耗，算法迭代次数平均降低了27.49%，验证了该算法能耗少、围捕效率高的性能。     

紫外光通信协作无人机最优刚性编队生成算法

稳定的编队通信网络能提高无人机(UAV)集群执行任务的能力,因此需要为编队设计一个信息交互拓扑,使无人机在保持编队队形的同时通信代价最小.针对无人机编队网络的拓扑优化问题,结合紫外光通信的优点,提出一种基于紫外光通信的无人机最优刚性编队生成算法.在分析机间紫外光通信链路模型的基础上,利用紫外半球形LED阵列协助无人机发...     

基于无线紫外光MIMO通信的优化持久编队算法

无人机编队在飞行过程中需要保持固定的队形以确保链路通信网络的稳定性,也需要在维持通信的基础上降低编队网络的能量耗损以延长无人机留空时间。因此,提出一种基于无线紫外光MIMO(Multiple Input Multiple Output,MIMO)通信的优化持久编队算法。针对无人机编队内位置信息不共享的情况,首先利用无线紫外光MIMO通信和测距算法进行节点定位,并对3种定位方法进行对比,然后选择最佳的定位结果为后续编队成型提供基础,最后对基于无线紫外光MIMO通信的优化持久编队的生成过程进行仿真,证明了所提算法的可行性,并通过对比分析证明了持久编队通信代价小、网络抗毁性强且复杂度低的特点。     

无人机编队中无线紫外光隐秘通信的能耗均衡算法

针对强电磁干扰环境下无人机之间的隐秘通信,该文提出了无人机编队中无线紫外光隐秘通信的能耗均衡算法。该算法能够结合紫外光非直视、低窃听等优点,克服传统无线电易被监听的缺点,在均衡能耗的同时为长机收集僚机信息提供可靠保证。通过引入考虑距离和剩余能量的优先级函数,提出基于分簇机制的改进算法BEAD-LEACH,并采用改进算法对无人机随机部署和呈圆形编队部署时进行仿真。仿真结果表明,在两种部署方式下,网络中50%节点出现死亡经历的时间分别延长了12%, 16%,改进算法能够有效地均衡网络的通信能耗,延长无人机网络的生存时间。

     

基于改进LEACH的多簇头分簇路由算法

为了降低无线传感器网络(WSN)的能耗,延长网络的生存周期,提出一种多簇头双工作模式的分簇路由算法.算法对低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议作了以下改进:采用多簇头双工作模式来分担单簇头的负荷,以解决单簇头因能耗较大而过早消亡的问题;选举簇头时充分考虑节点位置和节点剩余能量,并应用粒子群优化(PSO)算法优化簇头的选举,以均衡网络内各节点的能耗;建立簇与簇之间的数据传输路由,以减少簇间通信的能耗.仿真结果表明,算法有效降低了网络的能耗,延长了网络的生存周期.     

紫外非均匀虚拟势场下无人机编队重构避碰算法

针对复杂电磁环境下无人机编队重构过程中的路径规划和机间避碰问题,该文在传统紫外虚拟势场基础上,利用距离因子对斥力函数进行了改进,构建了一种紫外非均匀虚拟势场来协助无人机进行机间避碰。改进的紫外非均匀虚拟势场可以使得无人机避碰路径更加平滑,相同时间内,无人机可以飞行更远的距离。此外,通过无线紫外光测距方法计算无人机机间距离,并结合紫外非均匀势场对传统的人工势场法进行改进,实现无人机编队重构。仿真结果表明,该文算法可以有效解决传统算法下路径振荡和局部最小值问题,同时避碰效率相比传统人工势场算法有明显提升,在预设环境中该文算法路程缩短6%,到达目标点的时间提前40%。最后在两种不同的队形重构场景下,对该文算法进行了验证,结果表明该文算法可以有效实现无人机队形重构中预期的机间避碰效果。     

基于BWAS的无线传感器网络静态分簇路由算法

为提高路径搜索效率,避免动态分簇较多的能量消耗,提出了基于最优-最差蚂蚁系统(BWAS)的无线传感器网络静态分簇路由算法.BWAS是对蚁群算法的改进,在路径搜寻过程中评价出最优最差蚂蚁,引入奖惩机制,加快了路径搜索速度.通过无线传感器网络静态分簇、簇内动态选举簇头,在簇头节点间运用BWAS算法搜寻从簇头节点到汇聚节点的多跳最优路径,能减少路径寻优能量消耗,实现均衡能量管理,延长网络寿命,且具有较强的鲁棒性.通过与基于BWAS的动态分簇和基于蚁群算法的动态分簇路由的仿真实验相比较,证实了本算法的有效性.     

紫外光通信协作无人机防撞编队的控制方法

为了研究强电磁干扰环境下无人机防撞编队的避障控制效果, 采用无人机编队间紫外光通信模型, 对传统人工势场法进行改进, 给出了具体无人机编队机间和无人机与障碍物的势场函数, 实现无人机编队在飞行的同时可以进行局部避障。结果表明, 在相同条件下, 改进后的人工势场法比传统人工势场法的避障时间减少了7.38%, 避障总路径减少了5.8%, 将改进后的避障算法应用到编队中可实现无人机编队的机间避障与外部障碍物的规避, 且编队间能够保持固定队形飞行至目标点。这一结果对强电磁干扰环境下无人机编队避障的研究有一定的应用价值。     

基于空间信息与梯度的WSN分簇路由算法

针对LEACH算法在准备阶段出现的簇头分布不均匀、整个网络能耗不均衡,以及传输距离受限等不足,综合考虑空间信息和梯度、节点剩余能量、簇头能耗等因素,用于簇头的选举与数据的传输过程中,实现了LEACH算法的改进。仿真结果表明,改进后的算法与原LEACH算法相比,使网络中节点的能耗更加均衡,且推迟了网络中第一个消亡节点出现的时间,轮数增加了1倍,提高了整个网络中能量利用率以及网络性能,使网络寿命延长50%~69%。     

基于扇形分簇的无线传感器网络路由算法

无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在每个区域内独立进行分簇路由;然后基站根据节点剩余能量和与基站的距离进行簇首节点选择,节点根据簇首节点和基站接收信号强度选择路由方式,以均衡网络能量消耗。仿真结果表明,改进LEACH算法的网络寿命是原有LEACH算法的150%,数据吞吐量提升了3倍。     

用于紫外光通信组网的改进加权算法

针对已有加权算法在紫外光通信组网运用中存在的结构划分不均衡、不稳定和不准确等问题,提出一种改进的加权算法。改进算法基于能量损耗模型确定合理的小区数划分,并将节点间的相对移动性考虑到功率变化因素中计算通信连接时间。仿真分析表明,改进算法提高了网络的稳定性,中心节点的选择更趋于均衡化,可以进一步改善紫外光通信网络的性能。     

一种基于LEACH的无线传感器网络路由算法及仿真

在低功耗自适应分簇（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarch）算法中,由于每一轮循环都要重新构造簇,距离较远的簇头节点可能会因长距离发送数据而过早耗尽自身能量,能量较低的节点当选为簇头节点时将会加速该节点的死亡,影响整个网络的生命周期。针对LEACH算法分簇机制中存在的不足,提出了一种改进的路由算法。仿真结果表明,改进算法通过考虑节点的剩余能量与固定分簇的方法,有效的改善了网络能量均衡,提高了网络生存时间。     

高动态无线自组网路由协议设计

针对节点快速移动过程中网络建立时间较长,数据端到端传输时延无法得到可靠保 障,并且由于维护动态网络连接性造成网络开销较大等方面的问题,提出了一种无线自组网 路由协议,通过分簇算法快速将网络分为多个簇,每个簇包括簇首节点、成员节点和簇间网 关节点。该协议能够应用于快速移动节点构成的高动态无线自组织网络中,实现了先应式和 反应式路由算法进行了有机结合,能够在快速变化的拓扑结构中为未知路由提供优化的路由 结果,利用较小的网络开销实现网络快速构建和数据端到端的实时传输。     

无线传感器网络能量均衡路由算法

设计了一种能量均衡的路由算法.路由的建立分两个阶段,在簇头建立阶段,让候选节点在覆盖范围内以剩余能量的多少和所处位置为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀,平衡网络覆盖;在通信阶段,根据簇头节点的剩余能量大小和其距离基站的远近,采用多跳的簇间通信方式建立路由,以此来降低簇头节点的通信负载.仿真结果表明该算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存时间.     

基于距离测算的无线传感器网络分簇路由协议优化

传统网络路由协议优化方法中数据包传输过程中,容易出现丢失的问题,影响网络通信的连贯性,为提升优化效果,设计了基于距离测算的无线传感器网络分簇路由协议优化方法.分析网络分簇路由协议特点,以此特点为基础,提升无线传感器网络数据传输的准确性;均衡路由协议分簇各环节点能量,提升网络节点存活性能;基于距离测算构建无线传感网络优化...     

WSN中基于分簇路由的多维度数据压缩算法研究

 本文在不减少基站获取传感信息量的前提下,以最大程度减少传输数据量为目的,提出一种在分簇路由协议支持下的时间、空间多维度的数据压缩算法.结合基于空间维度的数据压缩方式设计了一种改进的分簇路由.通过实例验证与仿真评测,该数据压缩算法以及配合该算法设计的路由协议可以显著的减少整个无线传感器网络中数据发送量,延长网络的生存周期.