水声传感器网络节点自适应加权定位算法

对水声传感器网络节点定位进行研究,针对水声传感器网络节点间测距精度不高的问题,提出一种水声传感器网络节点自适应加权定位算法。考虑到水声传感器网络节点间的测距误差随着节点间距离的增大而增大,算法改进了锚节点选择机制,并且对不同锚节点在定位测度中的权重进行加权,改进定位测度,提高了测距信息的利用效率。仿真实验表明该算法提高了节点定位精度。     

水声定位的正三角形网状节点部署模型

定位问题是水声传感器网络研究领域的关键技术之一。目前大部分定位算法集中在定位算法的改进,忽视节点部署模型对定位精度的影响。提出一种用于定位的正三角形节点部署模型,在二维空间下,将锚节点以正三角的形式均匀部署,在定位区域内,未知节点总会处于以锚节点为顶点的正三角形中。在这个部署模型下,提出一种定位算法。通过Matlab进行仿真实验,结果表明,最小二乘法,Chan算法和改进算法按正三角形部署的节点模型的平均定位误差小于同节点密度下的均匀随机部署模型。在相同的节点部署密度下,正三角形模型部署下的改进算法稳定性要好于最小二乘法和Chan算法。     

异构无线传感器网络中异构节点的部署与优化

在无线传感器网络中适当地部署少量的异构传感器节点能够有效地延长网络寿命,提高网络的可靠性.本文主要研究无线传感器网络中异构节点的部署问题,提出了基于选址问题的异构节点部署算法,以优化无线传感器网络中异构节点的数量和位置.与其它算法相比,该算法对无线传感器网络的拓扑结构没有特定的要求,可以支持随机部署或人工部署的各种传感器网络,最后还给出了该算法的仿真测试结果.     

水声传感器网络中的节能路由协议改进算法

在大规模三维水声传感器网络中,针对节点能耗和网络传输效率的问题,本文基于节点定位和LEACH算法,提出了一种适用于水声通信传感器网络路由算法,该算法采用定位、聚类、唤醒和排列的思想,首先通过定位,确定节点的位置信息,再通过聚类方法,使水下的节点分成不同的簇,形成节点休眠及唤醒的单元.在数据通信过程中,通过及时唤醒簇单元,使需要利用的簇节点及时被唤醒,处于活跃状态,而暂时不被需要的节点进行休眠,从而达到节能的效果.而在簇内传输时,考虑了节点的剩余能量信息,选择最优节点进行信息传输.仿真实验表明,该算法能够提高网络的整体寿命时间.     

一种水下无线传感器网络节点的三维部署算法

从水环境监测的应用需求出发,提出了水下空间节点三维部署的目标和约束条件.同时,为了解决在三层水下无线传感器网络结构模型下,节点稀疏部署后,网络存在的能耗不均衡问题,提出一种非均匀简单立方格节点部署算法.该算法结合节点水声通信能耗模型,通过增加各层节点数目和调整节点间通信距离来控制节点能耗.从网络的生存时间和网络的能量消耗两方面对算法进行了分析和仿真,结果表明:本算法可以在保证网络覆盖要求的前提下,控制节点部署的密度,均衡节点的能量消耗,延长网络寿命.     

基于锚节点可部署性的无线传感器网络的定位算法

在实际应用中往往要求无线传感器网络提供节点位置信息,而节点定位算法的选择与很多因素有关,其中由于环境复杂程度及成本限制导致的锚节点可部署程度是很重要的客观因素之一.从锚节点可部署程度出发,提出了无线传感器网络的一种新的分类方法,系统地总结、阐述了锚节点分散部署于整个监测区域和只能部署于监测区域周围以及不能部署锚节点的3种网络可采用的代表性节点定位算法,并对3种网络的定位算法作了比较和评价.     

水声传感器网络节点定位技术综述

在水声传感器网络的应用中,只有当传感器节点的位置已知,获得的信息才具有意义.因此,节点定位技术是水声传感器网络研究的一个重点和热点.首先分析了在水声环境中的传感器网络节点定位技术的特点;在此基础上分类介绍了距离无关定位算法和距离相关定位算法,其中重点阐述和分析了距离相关算法的测距技术、基于固定锚节点算法和基于移动锚节点算法;最后总结并展望了水声传感器网络节点定位技术的发展与研究方向.     

基于覆盖率的传感器优化部署算法

传感器部署是传感器网络工作的基础,对网络的运行情况和寿命有很大影响。针对传感器网络节点部署时首要考虑的覆盖问题,提出一种可以满足不同覆盖率要求的节点优化部署算法,在提高节点覆盖性能的同时优化节点数量,降低网络的配置代价。仿真结果证明,该算法可最大化节点的覆盖效率。     

水下无线传感器网络节点部署优化研究

为降低水下传感器网络的部署成本,文中对水下无线传感器节点数目和覆盖率进行优化,提出了针对不同网络拓扑模型的水下无线传感器节点部署优化模型。首先,分析不同网络模型对覆盖性能的影响;然后,利用遗传算法求解优化问题,分别以网络节点数目和覆盖率作为适应度函数求解。通过仿真实验验证了该算法的有效性,结果显示:该策略能够在单个传感器覆盖半径减少的情况下以更少的节点数目达到更高的覆盖率,从而降低水下传感器网络节点部署成本。     

基于微粒群模型的移动传感器网络部署研究

传感器节点的部署是无线传感器网络中的很重要的问题,因为它反映了传感器网络的成本和监视能力.为了减少传感器节点部署时产生的覆盖盲区,提高网络的覆盖率,提出了一种新的基于微粒群模型的移动传感器节点位置优化配置算法.该算法根据节点的位置信息建立节点部署优化模型.利用微粒群算法求解该优化模型,优化过程中的最优解作为节点的最终配置位置.仿真结果表明该算法最大可能地减少了网络中的覆盖盲区,有效改善了网络的覆盖率.     

网络能耗最小化的射频能量源布置与发射功率设置

射频能量捕获是应对无线网络节点能量受限的有效方法之一.射频能量源（energy source,简称ES）的布置位置和发送功率决定了各个节点的能量捕获功率.现有的研究工作大部分考虑的是没有给定侯选位置的场景.然而,在实际应用场景中,网络区域往往存在很多不可布置能量源的区域,使得能量源只能在一些合理的候选位置中布置.目前仅有少量相关工作研究如何在ES的候选布置位置中选择合适布置位置.已知节点位置、节点的能量捕获功率需求值、ES的个数以及ES的候选布置位置.研究并设计了最小化ES总供能的ES布置与发送功率设置方案.首先将该问题建模为混合整数规划问题;然后分别提出了一种具有较低复杂度的启发式算法和一种能够达到更小总供能的基于遗传算法的算法.仿真结果表明,与布置位置随机挑选法相比,这两种算法的网络总功耗降低了约90%,而遗传算法可达到比启发式算法高约35%的节能效果.因此,基于遗传算法的布置算法可用于中小规模的ES布置场景,而启发式算法可用于大规模的ES布置场景.     

一种具有鲁棒性的异构传感器网络部署策略

无线传感器网络中部署适量的异构节点能够明显提高网络的数据传输成功率,可以有效地延长网络的寿命。针对实时监控网络的应用需求,提出一种具有鲁棒性的异构传感器网络部署策略,对异构网络中异构节点的部署方法、异构节点的数量以及普通传感器节点的定位方法进行了分析。仿真结果表明,该方法能够有效提高数据传输的成功率,降低普通节点的耗能,延长网络的生命时间。     

Fault-tolerant feedback virtual machine deployment based on user-personalized requirements

A key requirement of the cloud platform is the reasonable deployment of its large-scale virtual machine infrastructure. The mapping relation between the virtual node and the physical node determines the specific resource distribution strategy and reliability of the virtual machine deployment. Resource distribution strategy has an important effect on performance, energy consumption, and guarantee of the quality of service of the computer, and serves an important role in the deployment of the virtual machine. To solve the problem of meeting the fault-tolerance requirement and guarantee high reliability of the application system based on the full use of the cloud resource under the prerequisite of various demands, the deployment framework of the feedback virtual machine in cloud platform facing the individual user’s demands of fault-tolerance level and the corresponding deployment algorithm of the virtual machine are proposed in this paper. Resource distribution strategy can deploy the virtual machine in the physical nodes where the resource is mutually complementary according to the users’ different requirements on virtual resources. The deployment framework of the virtual machine in this paper can provide a reliable computer configuration according to the specific fault-tolerance requirements of the user while considering the usage rate of the physical resources of the cloud platform. The experimental result shows that the method proposed in this paper can provide flexible and reliable select permission of fault-tolerance level to the user in the virtual machine deployment process, provide a pertinent individual fault-tolerant deployment method of the virtual machine to the user, and guarantee to meet the user service in a large probability to some extent.     

基于虚拟积分激励的内容部署方法

移动自组织网络是个多跳无线网络,依靠节点间的合作和转发增强网络的性能,若将内容部署在网络中适合的位置可以极大地减少节点获取数据的成本,提高网络的性能. 由于节点是理性的,在没有利益驱动的情况下,节点难以与其他节点合作进行内容部署. 本文将虚拟积分激励的方法用于此类内容部署问题中,激励节点相互合作进行内容部署工作,从而提高网络性能和降低网络成本. 实验结果表明,本文的激励方法可以有效地减少内容部署成本.     

基于复合AUVs的水声传感网拓扑优化机制

为提高网络拓扑的健壮性和自适应性, 基于拓扑重构思想提出基于复合自主式水下航行器的水声传感网拓扑智能优化机制来提高网络的连通性; 进一步, 在发现水声传感网拓扑结构形成的内在规律的基础上, 提出三角淡化关键节点网络拓扑优化方法, 该方法有助于提高网络抗毁再生能力. 最后通过仿真实验对比分析验证了所提出机制的有效性, 实验结果表明, 在牺牲约8.5\%覆盖度的条件下, 抗毁性能提高约50\%.     

基于环的节点非均匀分布分簇算法

针对无线传感器网络（WSN）中基于环的节点非均匀分布网络模型下的能量空洞问题,提出了一种基于环的节点非均匀分布分簇算法（RCANND）。该算法在节点非均匀分布的网络模型下,通过每环的能耗最小化,计算每一环的最优簇首数;通过节点剩余能量、距基站距离以及与邻居节点的平均距离计算簇首选择度。在簇内以簇首选择度序列表进行簇首轮转,降低分簇次数,提高网络能量的利用效率。对提出的算法进行仿真对比实验,仿真结果表明,相同半径、不同分布模型下节点的平均能耗波动很小;相同分布模型、不同半径下节点的平均能耗波动也不明显。以网络中50%节点存活作为网络生命周期,在节点非均匀分布情况下,所提算法的网络生命周期比混合能量高效分布式不等分簇算法（UHEED）和轮转的混合能量高效分布式不等分簇算法（RUHEED）分别提高约18.1%和11.5%;在节点均匀分布模型下,所提算法的网络生命周期比基于分环的能量高效无线传感器网络分簇路由（RECR）协议提高约6.4%。所提算法有效均衡了不同分布模型下的能耗,有效延长了网络生命周期。     

水声传感器网络基于深度信息的安全路由协议

水声传感器网络（Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs）具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议相对较为节能,安全性分析表明该算法能够有效保证节点身份、路由和数据等关键信息的私密性,利用NS2网络仿真软件对路由协议的时延、能耗和数据包交付率进行了仿真,仿真结果表明该安全路由协议能适用于水声传感器网络中。     

基于动力学特性水声传感网随机游走容错机制

水下传感器节点能量有限、复杂海洋环境影响网络性能下降等因素,制约了水声传感器网络在海洋资源开发、海洋监测等方面的应用推广。为解决水声传感器网络的数据传输负载不均衡、容错能力低等问题,刻画水声传感器网络传播动力学特性,分析复杂海洋环境中传感器节点失效原因,建立了簇结构网络演化模型,提出了一种随机游走容错机制,以提高水声传感器网络容错性和延长其生命周期。仿真实验验证了该模型的合理性和有效性,实验结果表明该机制能揭示水下传感器网络中存在的普遍动力学特性和规律。     

面向巷道环境的稀疏锚节点UWB定位方法

井下巷道人员及设备定位是智慧矿山的重要功能,UWB定位系统依赖定位区域提前部署的大量锚节点,存在部署成本高的问题。本文提出巷道环境稀疏锚节点定位方法,以降低定位系统的部署成本。结合巷道特殊环境,设计了两点定位法获得标签节点的位置信息;设计了锚节点上安装多测距模块的锚节点,获得多条不同的测距信息以提高节点定位率;提出了设置虚拟锚节点方法,将已定位的标签节点升级为虚拟锚节点,增加锚节点的密度,提高定位精度。最后的结果表明：该方法能够有效地降低锚节点数量,提高定位精度。     

异构传感器网络节点部署算法

传感器节点的部署方式有确定性的和自组织两种。研究了由高级节点和普通节点组成的异构传感器网络的节点部署问题。给出一种满足连通覆盖条件的最大化网络寿命模型,通过分析节点的能量消耗,计算出了最大化网络寿命时两种节点的部署比例,提出了最大化网络寿命的节点部署算法。