异构无线传感器网络覆盖优化算法

针对异构传感网络节点在初始随机部署时产生覆盖盲区的问题,受简单随机抽样理论和最优化算法的启发,该文提出一种适用于感知半径异构的无线传感网覆盖优化算法。该算法以提高网络覆盖率和节点移动距离最小为优化目标,根据采样直线与平面感知圆的交点坐标之间的关系,建立了二次优化的数学模型。当平面中的多条采样直线段达到最优覆盖时,该文算法可以使平面的覆盖得到优化。实验证明,该算法能够有效提高异构网的覆盖率。     

一种新的无线异构网络的自适应垂直切换算法

针对当前无线异构网络融合技术中的垂直切换机制,提出了一种以平均接收信号强度为评价指标,并由此指标判断可能的运动趋势的自适应垂直切换算法。仿真结果表明:相比于传统的固定门限的平均接收信号强度垂直切换算法,提出的方法能较好地预测并提前触发该发生的切换,改善切换性能。     

基于混沌鱼群改进算法的无线传感网覆盖优化

针对无线传感器节点覆盖分布极不均匀,冗余度高,导致网络覆盖率低、成本高的问题,提出一种改进人工鱼群算法进行优化的覆盖方法。采用以节点的有效覆盖率、利用率和功耗作为优化目标,建立相应的数学模型,然后通过引入混沌初始化和自适应步长、视野的搜索机制对算法进行改进,并使用改进后鱼群算法对模型进行求解,得到优化的无线传感器网络覆盖方案。通过与原始鱼群算法的对比仿真,得出结果表明改进后的算法提高了节点的覆盖率,在一定程度减少了冗余度,使网络的有效生存时间得到了延长。     

一种无线传感网终端系统设计

对无线传感器网络的特点进行了分析和总结。以低功耗、短距离多跳通信为出发点提出了系统设计思路和方法,讨论了系统设计中的关键技术和问题并给出相应的解决策略。在设计中采用了超低功耗的单片机并提出了超帧异步的通信方式。分析了系统设计上的一些问题,给出了相应的解决方法。     

一种异构配置的无线传感网成本分析

根据对无线传感节点组成与无线传感网应用环境中各物理特征量非均匀分布,且在分布密度上具有较大差异的情况分析,提出一种异构分布配置模型,在网络配置时采用与感知物理特征量空间分布特征相适应的异构节点配置方法。由此减少节点配置冗余和信息冗余,降低无线传感网的配置成本。仿真实验证明,该模型可节省成本,是更适合于未来无线传感网实际应用要求的通用结构配置模型。     

基于准格型策略的无线传感网协作覆盖算法

该文提出了一种基于准格型策略的无线传感网协作覆盖QGCC(Quasi-Grid based Cooperative Coverage)算法,通过在随机分布节点中构造准格型结构并结合协作感测模型,减少活动节点数量,延长覆盖周期。QGCC设计了低复杂度的分布式虚拟网格确定方法及能量高效的节点调度策略,定义了不规则度指标以分析网络的不规则程度对覆盖性能的影响。仿真实验表明,相比于参照算法,QGCC能够较大程度地减少活动节点的数量,大幅延长网络的覆盖周期;此外,该算法的覆盖周期和节点密度具有近似线性的关系,且比参考算法具有更大的斜率,说明其对冗余节点具有更高的利用效率。     

一种带有可控动态参数的优化覆盖算法

能耗与覆盖问题是无线传感器网络研究领域的基本问题,也是一个重点问题。针对传感器节点所呈现的同构性特点,提出了一种带有可控动态参数的优化覆盖算法（OCCDP）。该算法首先给出了3节点联合覆盖时,最大无缝覆盖率的求解过程;其次,给出了在监测区域内存在传感器节点覆盖时,覆盖质量期望值求解方法以及与邻居节点进行覆盖比对时覆盖率的判定方法;当存在冗余覆盖时,给出了任意传感器节点处于冗余节点覆盖时的覆盖率的计算过程;最后,通过仿真实验与其他算法在覆盖质量和网络生存周期等方面进行对比,其性能指标平均提升了11.02%和13.27%,从而验证了提出算法的有效性和可行性。     

一种新的基于磁感应技术无线地下传感网收发器设计

针对无线地下传感器网络（Wireless Underground Sensor Network,WUSN）中的信道高路径损耗、信道条件动态变化大和天线尺寸过大等问题,提出一种基于磁感应技术的WUSN收发节点的硬件设计方案。设计了通信系统节点的硬件结构及主控制器和线圈的选型,以及包括天线发射电路、接收电路、程控放大电路和高速A/D采样电路的收发器外围电路,并给出了相关关键参数设计性能指标,搭建了收发通信和性能测试平台。实验结果表明：经FIR滤波器和希尔伯特检波后低频干扰被滤除,降低了误包率,硬件节点满足要求,验证了设计的可行性和可靠性。     

一种基于异构网络的自适应垂直切换算法

提出一种基于WSN与WLAN异构网络环境下无缝移动通信的垂直切换算法。该算法针对日益普及的传感器网络自身特点与室内应急通信应用的特殊性,提出网络选取优先级参数。针对传感器网络在应急通信等特殊场合的应用．制定了专门的切换判决策略。实验分析表明,该算法可以一定程度地提高通信网络对现场场景变化的适应程度,满足室内环境下异构网络通信的需求。     

移动WSNs中一种覆盖空洞的修复算法

基于无线传感网络的应用依赖于节点对监测区域的可靠覆盖.由于能耗殆尽或故障,节点感测能力可能失效,形成覆盖空洞区域.为此,提出基于模糊推理系统(FIS)的修复节点选取(FISS)算法.FISS算法采用自适应感测半径调整策略,利用节点的移动修复覆盖空洞.将节点的剩余能量和覆盖重叠率作为FIS的输入,并由FIS估计节点成为修...     

A multi-hop heterogeneous cluster-based optimization algorithm for wireless sensor networks

Wireless Networks - With the growth of different design goals and application requirements, wireless sensor networks (WSNs) have been increasingly popular for a wide variety of purposes, e.g.,...     

基于概率模型的无线传感器网络优化覆盖算法

为了更好地解决无线传感器网络在覆盖过程中出现大量冗余信息及节点能量消耗不均衡等现象,提出了一种节点能量均衡的最优覆盖算法。该算法利用监测区域内传感器节点与目标节点的从属关系建立网络模型,给出传感器节点与目标节点之间的从属关系;通过从属关系和概率理论,求解传感器节点对目标节点的覆盖期望值,然后计算出覆盖监测区域所需最少传感器节点数量。实验结果表明,该算法不仅可以使用最少传感器节点完成对监测区域的有效覆盖,而且抵制了冗余信息数据的产生,提高了网络生存周期。     

无线传感器网络中覆盖算法研究综述

覆盖问题是无线传感器网络中的重要问题.覆盖问题的解决对于传感器网络中的数据收集、数据聚集、数据查询、数据挖掘等应用具有重要的意义.近年来,研究者们针对不同拓扑结构的无线传感器网络中的不同类型的覆盖问题展开了研究.本文将针对现有覆盖问题的算法进行总结,并对现存算法所存在的问题进行分析.     

基于稳定链路的WSNs拓扑优化算法设计及仿真研究

无线传感器网络在物联网中占有重要地位,其能够降低能耗并有效保障数据传输。然而,无线传感器网络底层拓扑结构通常存在网络链路质量低、网络能耗高、网络干扰等问题。针对现有网络链路不稳定的问题,提出具有稳定链路的幂律可调优化算法,并对其生成的拓扑动态性能进行研究。通过网络节点失效容错需求仿真和链路稳定性仿真,验证了幂律可调优化算法的准确性,为无线传感器网络拓扑优化提供参考。     

Performance enhancement routing protocols for heterogeneous WSNs

One of the main constraints in wireless sensor networks (WSNs) is the energy consumption. To mitigate this limitation and to prolong network life‐time, stability period and throughput, this paper proposes new cluster‐heads selection protocols, they based on Stable Election Protocol (SEP) and Distributed Energy‐Efficient Clustering (DEEC). We first propose Enhanced Zonal‐SEP (EZSEP) and Zonal Threshold‐DEEC (ZTDEEC) protocols, the proposed protocols are based on dividing the network field into certain zones, this will improve the connectivity of the far normal nodes with the base station (BS). Several evaluation metrics are used to compare between the proposed protocols and the conventional ZSEP and TDEEC protocols such as: network stability, instability period, life‐time and throughput. Considering the same total initial energy, the obtained results show that the proposed EZSEP slightly outperforms the conventional ZSEP in terms of network stability, instability period and life‐time, it achieves enormous improvements in terms of throughput as more nodes can transmit direct to BS. On the other hand, the proposed ZTDEEC provides huge improvements in terms of all the evaluation metrics mentioned above. To further improve the network life‐time and network throughput, we propose Threshold‐based EZSEP (TE‐ZSEP) and Enhanced‐ZTDEEC (EZ‐TDEEC) protocols, in these two new protocols we redefine the threshold formula used in EZSEP and ZTDEEC to consider both weighted energy and weighted distance parameters. By combining the idea of dividing the network field into certain zones and the new threshold formula, the proposed TE‐ZSEP and EZ‐TDEEC protocols can effectively improve the energy consumption in heterogeneous WSN and prolong its life‐time as proved by the obtained results.     

Hybrid algorithm optimization for coverage problem in wireless sensor networks

Telecommunication Systems - With the continuous development of evolutionary computing, many excellent algorithms have emerged, which are applied in all walks of life to solve various practical...     

基于粒子群算法的无线传感器网络覆盖优化

传统无线传感器网络覆盖优化方法所选算法的结构不合理,使其覆盖能力、迭代能力和有效性无法维系网络基本功能,为此提出粒子群算法的无线传感器网络覆盖优化方法。通过构建无线传感器网络认知模型,将网络覆盖优化工作转化成求取目标物体最大覆盖几率问题,使用粒子群算法对模型进行编码,利用模型适应度函数给出的约束值对网络节点位置进行更新,实现对无线传感器网络覆盖率的优化。通过分析仿真实验结论可知,与传统方法相比,该方法具有更强的覆盖能力、迭代能力和有效性。     

基于改进粒子群算法的无线传感网络覆盖优化

针对传统粒子群算法容易陷入早熟陷阱而导致无线传感网络(WSN)的覆盖优化效果欠佳的现象,提出一种引入种子杂交策略的粒子群优化(PSO)改进算法。通过将前期的PSO算法寻优与后期的种子杂交策略相结合,从而完成覆盖性能的优化。综合理论分析与实验仿真可知,相比于其他算法,本文算法改善了覆盖率与RD指标,在改善网络覆盖性能方面具有一定优势。