无线传感网络覆盖优化模型

该文针对无线传感器网络的有效覆盖率和冗余率是衡量其性能的两个重要指标。无线传感器网络优化分布模型是基于遗传算法的分布优化算法,通过合理部署传感器节点的位置,平衡有效覆盖率和冗余率,达到传感器网络的有效利用。该模型对于不同的环境侧重点不同,计算出该环境下的最优传感器的个数和部署位置。仿真实验表明,该模型能够优化出该环境下的无线传感器的个数,降低其冗余率,从而提高无线传感器的利用率。     

基于IRVFA算法的无线传感器网络节点部署

针对无线传感器网络节点再部署中网络覆盖率和节点的有效利用率低问题,提出基于IRVFA算法的无线传感器网络节点部署策略,建立了节点分布最佳模型,同时在RVFA算法的基础上,引入虚拟引力线,使得网络节点能够快速均匀的分布在整个目标区域内,该策略可以实现同时提高网络覆盖率和节点的有效利用率。实验中通过将IRVFA算法与VFA算法、RVFA算法相比较,其在网络覆盖率和节点的有效利用率方面有明显优势,网络性能得到很大提升。     

基于微粒群模型的无线传感器网络节点部署

提出了一种新的基于微粒群模型节点部署优化算法。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有效的改善了网络的覆盖率。     

自然计算在求解网络优化部署问题中的比较

针对现有的网络部署模型大多以区域覆盖率或网络寿命为优化目标,并假设监视区域为单一类型,不适用于求解多类型分区区域的网络部署问题,首先构建了与区域可部署度、区域重要度、区域协同度等因素相关的栅格化网络部署模型;然后运用遗传算法、蚁群算法、粒子群算法3种典型自然计算对该模型进行求解;最后分析了3种算法的收敛情况与解的特点,并探讨了关键参数变化对结果部署方案的影响.所得结论为自然计算的改进或融合提供了参考,为网络部署时的算法选取提供了依据.     

无线视频传感器网络的能量优化

为了解决无线传感器网络节点计算能力和节点能量问题,以非能量约束下的视频传输为基础,研究视频传输的码率 失真模型,获取编码性能与失真的定量关系.在编码过程中,分析了与能量消耗有关的因素与模块,建立无线传感器单节点“能量 码率 失真”的优化模型,使无线传感器网络在一定失真允许范围内,单节点能量消耗最优.通过实验数据分析表明,所建立的优化模型在一定失真允许的情况下,可以得到最优的模块间能量分配方案.     

基于编码优化机制的无线传感网络传输稳定算法

针对无线传感网络部署中存在的链路抖动、节点受限等问题,提出了一种基于编码优化机制的网络传输稳定算法。首先,根据节点能量消耗预估值构建数据报文转发模型,采取按跳获取误码率的方式设计基于节点编码机制的数据重传输方法;同时,通过遍历数据报文传输集合得到性能最佳的节点,降低中继节点因能量受限导致传输性能下降的风险,改善因链路抖动而导致传输性能受限的现象。然后,基于网络编码优化机制设计新的传输节点选取机制,通过更新数据传输集合而选取能量最优的节点以维持链路性能,进一步改善链路抖动现象,降低信道噪声对数据传输带来的不利影响。仿真实验表明,设计的算法可显著降低链路抖动频率和节点受限发生概率。     

基于改进粒子群优化的井下WMSN覆盖增强算法

针对煤矿井下无线多媒体传感器网络(WMSN)覆盖问题,提出了一种基于改进粒子群优化的覆盖增强算法.结合煤矿巷道场景特点,构建了井下无线多媒体传感器网络多用感知模型.为提高网络覆盖率,采用带压缩因子的粒子群优化算法确定传感器节点的感知方向,同时引入模拟退火操作,克服了粒子群优化后期陷入局部最优造成网络覆盖率收敛于次优值的缺点,显著提高了网络的覆盖增强效果.算法通过寻优速度控制及概率突跳机制,在保证搜索精度的同时提高全局搜索能力,提升网络覆盖率的优化效果.仿真结果表明:基于改进粒子群优化的覆盖增强算法可有效消除感知重叠区和盲区,实现高效的覆盖增强,相比于其他典型井下WMSN覆盖增强算法具有更好的覆盖增强效果.     

一种新的无线传感器网络分布式节点定位方法

为了提高无线传感器网络节点定位覆盖率,抑制误差累积,在Euclidean测距的基础上,提出了一种新的分布式节点定位算法。该算法通过多跳距离测量提高定位覆盖率;设置置信因子门限值,采用组合三边测量获得坐标估计值集合,再采用加权平均的方法提高定位精度。仿真结果表明,该算法能够有效地抑制定位误差在网络内的扩散,适用于大规模的无线传感器网络节点定位。     

基于改进量子遗传算法的励磁控制系统PI参数优化

针对传统的量子遗传算法(QGA)需要根据具体的问题选择合适的量子旋转门来更新量子比特的状态,提出了一种无需量子门、通用的、与问题无关的改进量子遗传算法(IQGA)。在采用实数编码的量子遗传算法的基础上,结合粒子群优化算法更新量子比特的状态,代替了传统量子遗传算法用量子门更新量子比特,避免了传统量子遗传算法复杂二进制编码和解码过程,增强了量子遗传算法的使用范围。最后,将提出的IQGA应用到某水电站励磁控制系统的PI参数优化,与遗传算法(GA)、QGA进行了仿真对比分析,结果表明IQGA鲁棒性最强,算法运行时间比传统量子遗传算法时间大约缩短了8s,优化所得的PI参数用于励磁控制系统的性能最佳。     

无线传感器网络MDC视频传输的跨层多径路由协议

将网络协议栈的跨层优化设计思想应用于多媒体无线传感器网络,提出一种基于视频编码峰值信噪比最优的跨层多径路由协议.在跨层多径路由模型中,以最大化应用层的多描述编码(MDC)峰值信噪比作为优化目标,通过物理层的丢包率测量和MDC层的信道容量估计联合确定网络层的多径路由属性,MDC的每个描述被映射到多条链路独立的路径上分别传输,最终在Sink节点进行汇聚.对随机生成的网络拓扑求取最小跳数节点的独立两路径路由和跨层多径路由,将Foreman视频分割成2个描述编码视频沿不同路由进行传输,仿真结果验证了跨层多径路由能够降低丢包率和提高平均PSNR.跨层多径路由协议能够提高MDC视频在无线传感器网络中的传输质量.