异构无线传感器网络中基于CDS树的拓扑控制方法

拓扑控制是无线传感器网络中节约能量、延长网络生命的关键技术。针对现有拓扑控制方法主要集中在同构网络中作为拓扑构建或拓扑维护单独研究的问题,提出了包含两个过程的异构网络分布式拓扑控制算法A3M。拓扑构建基于最小连通支配集构建虚拟骨干树,在保证连通性的同时关闭网络冗余节点以降低能耗;拓扑维护对网络性能进行评估,当现有网络性能严重下降时,改变拓扑以保障网络的稳定运行。理论分析和仿真实验证实算法能够以较小的时间和消息代价减少拓扑构建能耗并延长网络时间。     

无线传感器网络中的连通支配集求解算法

连通支配集在无线传感器网络中有着重要的作用,通过对连通支配集的深入分析得到了关于连通支配集的一个新特性,即最小连通支配集是图的一棵包含最多叶子节点的生成树中的非叶子节点的集合。根据这个结论设计了一种全新的连通支配集求解算法,即通过建立一棵含叶子节点较多的生成树来寻找一个较小的连通支配集。仿真实验表明,新算法较前人的算法有明显的改进。     

基于参考能量的无线传感器网络连通支配集算法研究

无线传感器网络中通常利用连通支配集形成虚拟骨干网以进行分层次的路由.现有算法所得到的连通支配集或者只适用于图的连通度比较大的情况,或者没有考虑支配节点的能量等特性.本文设计了一种基于参考能量的连通支配集构造算法,在考虑支配节点的剩余能量的基础上生成连通支配集,使获得的连通支配集不仅适合于各种连通度的拓扑情况,而且具有更好的能量性能.     

无线Ad Hoc网络中异构链表支配集算法

首先给出无线Ad Hoc网络的异构圆盘图模型HDG,并分析HDG模型的不同形态;然后设计出一种新的节点双向链表结构,在此基础上,提出一种基于链表结构的异构连通支配集算法C-LDS。该算法通过双向链表结构管理支配集,并通过节点引用的方式来提高支配集节点增加、删除及修改的时间效率,从而得到优化的连通支配集。将C-LDS算法与其他支配集算法进行对比测试,结果表明:在均匀分布以及随机分布的网络场景中,C-LDS所生成的支配集尺寸是最小的;在随机移动的网络场景中,C-LDS的分组投递率是最高的,展现出了较好的异构连通性并且提高了支配集节点的生成效率。     

无线传感器网络极小连通支配集算法的改进

无线传感器网络中,基于极小连通支配集的虚拟骨干网的构建使得路由搜索空间集中在支配节点之间,能够有效节省网络资源,减少冗余转发节点。首先提出连通支配集的数学模型。基于WL算法,提出改进的极小连通支配集分布式算法。仿真结果表明,改进算法求得的连通支配集较小,可为无线传感器网络中的路由协议提供通讯基础。     

基于连通支配集的无线传感器网络洪泛协议

无线传感器网络WSNs在医疗、工业等诸多领域有着重要的应用。WSNs通常由大量的传感器节点组成,这些节点在许多应用中依赖于有限的电源,因此提高无线传感器网络的能效成为研究领域一项重要课题。网络洪泛作为无线传感器网络中的一项基本服务,具有信息可以在整个网络中快速、可靠地分布的优点。然而,由于网络中存在大量冗余传输,网络洪泛的能量效率较低。利用连接支配集CDS,通过减少传输量来提高网络洪泛的能源效率,提出了基于连通支配集的洪泛协议锥(CONE),在洪泛过程中,CONE禁止未在CDS中的节点重播数据包。通过模拟仿真实验评估了CONE的性能,并与基线协议进行了比较。实验结果表明,洪泛协议锥(CONE)提高了网络洪泛端到端的可靠性,降低了网络洪泛的占空比,能有效降低平均能耗。     

异构传感器网络的一种可调节的拓扑控制算法

在无线传感器网络(WSN)的拓扑控制问题中,良好的拓扑结构能够提高路由协议和MAC协议的效率,但是WSN易受外界环境的影响,所以需要设计拓扑结构也能随着环境的变化而变化.而以前的拓扑结构大部分都是固定的,它们的缺点是不能适合环境的变化,并且已有的可调的拓扑结构都是针对同构WSN.针对该问题,提出了一种适用于异构WSN的可调的拓扑控制结构ATCH,该算法使得节点可以独立地调节拓扑结构,并且允许节点有不同的信道损失指数.通过证明和仿真实验显示,算法构造的拓扑图在保证网络连通的同时,能够很好的在能耗最低路径和低节点度之间进行调节.     

无线传感器网络中一种启发式最小连通支配集算法

针对最小连通支配集问题设计了一种具有较高能量效率的启发式算法．算法首先把网络中所有的节点作为最小连通支配集的一个初始解,然后利用启发式修剪策略剔除冗余节点从而减小最小连通支配集的大小,直到没有冗余节点存在．文中将算法分成集中式和分布式两种情况进行了详细讨论．仿真结果表明,由于实现简便,该算法与其他已有算法相比较,在算法复杂性和算法稳定运行时间上有一定的优势．     

Ad Hoc 网络和无线传感器网络中连通支配集的分布式构造

Ad hoc网络和无线传感器网络具有广泛的应用,但对于这样自组性的网络须采用分层结构的聚簇来有效管理.通过选择具有支配属性的节点构成虚拟主干以支持路由、广播及覆盖等应用.大部分的研究都集中在高效选择较小的连通支配集.全面阐述了连通支配集构造的研究进展,并依据不同的网络假设、设计目标和性能对超过20种连通支配集的构造算法进行分类和总结.指出这一领域的研究方向.     

无线传感器网络中基于链路转发的拓扑控制算法

提出一种基于链路转发的混合分簇(LTHC)拓扑控制算法.该算法是在传统低功耗自适应集簇分层型(LEACH)算法的基础上,通过改变簇首的通信方式来降低能耗.算法主要思想是:在网络生成若干簇后,在簇首与SINK节点之间建立一条链路,并且链路节点为非簇首节点,簇首通过该链路转发数据到SINK节点.通过这种通信方式可以有效降低离SINK节点较远的簇首能量消耗,使得网络的能量消耗平均分布到网络其他节点上,从而延长网络的生命期,提高网络通信量.通过仿真,发现LTCH算法远远优于传统LEACH算法,在通信量和网络生存期上都有很大的提高.     

无线传感网络中能量均衡的连通支配集算法

连通支配集是无线传感器网络中构建虚拟骨干网络的重要手段.由于支配集中节点的能耗相对其他节点要多,支配集中剩余能量较小的节点决定了虚拟骨干网的生命周期.现有算法或者只是关注构造较小的支配集,或者没有考虑调整能耗极快的支配节点.提出了一种能量均衡的连通支配集算法,基于节点剩余能量和连通度构造支配集,在网络运行过程中根据耗能速度,提前选择候选支配节点,分流负载过重的支配节点.仿真结果表明,新算法能以较小消息开销,有效延长网络寿命.     

SEBCDS:无线传感网络的连通支配集算法

由于无线传感网络(WSN,sireless sensor network)节点受到能量和传输距离的约束,有效地构建连通支配集(CDS,connected dominating set)是提高WSN数据传输效率的重要技术手段.然而,现存的多数构建CDS算法只强调CDS规模,没有考虑网络的能量均衡.为此,提出了基于休眠机制和能量均衡的连通支配集(SEBCDS,sleep-and energy-balance-based connected dominating set)算法.SEBCDS算法首先选择剩余能量高和邻居节点多的节点作为支配节点,并为支配节点选择副支配节点,然后采用休眠机制,让一部分支配节点工作,另一部分支配节点休眠,降低网络能量消耗.仿真结果表明,提出的SEB-CDS算法能够降低能量消耗、延长CDS的生命周期.与TCDS算法相比,能量消耗降低了23％,CDS的生命周期提高了约31%.     

一种基于反向CDS树的异构WSNs拓扑构建方法

在无线传感器网络中,拓扑控制是节约能源、延长生命周期的一项关键技术。现有拓扑控制方法的研究主要集中在同构网络,对此,面向异构网络提出了一种低信息复杂度的基于反向连通支配集树的分布式拓扑构建算法。基于最小连通支配集构建虚拟骨干树,改进了A3G算法中节点的适应度函数和算法流程,优化了产生的连通支配集的规模和通信开销,进一步降低信息复杂度,在保证连通性的同时关闭网络冗余节点以降低能耗。理论分析和仿真实验证明,算法能够以较小的时间和通信代价构建拓扑,延长网络生命周期。     

能量限制的连通支配集分布式构造

在无线传感器网络中,通常采用连通支配集来构成一个虚拟骨干网以进行分层路由。在支配集中的节点的耗能相对其它节点要多,虚拟骨干网的生存周期由剩余能量最小的传感器节点决定。提出了一个有能量门限限制的连通支配集分布式构造算法,算法的主要思路是从任一节点开始,采用邻域深度优先搜索,当一个方向搜索结束时再回朔搜索其它方向来形成连通支配集;若某一支配点的邻域中的节点能量小于门限值,则回朔搜索其它方向来形成支配集。     

能量有效的最小连通支配集近似算法

针对无线自组传感器网络中有效路由提出的一种能量有效的最小连通支配集近似算法EEMCDS(Energy-Efficient minimum connected dominating set),路由搜索主要集中在连通支配集内.本文提出一个能量有效的简洁有效的分布式算法,该算法根据各节点所具有的能量不同,优先选择高能量的节点作为连通支配集节点,可以有效地延长网络寿命.实例仿真表明在连通支配集节点数量较少的情况下,高能量的节点在支配集中所占的比例也是较高的.     

无线传感器网络基于权值的极小支配集路由算法

在无线传感器网络设计中,为节约系统能量、延长网络寿命,提出了基于权值极小支配集路由算法(Minimal dominating set with weight,WMDS).该算法的路由搜索主要集中在生成的支配集及网关节点内.当网络中少数节点发生变化时,只需个别相关节点更新它们的状态,不需要网络中所有节点重新计算支配集.考虑到网络内传感器节点能量分布均衡,各节点可以轮换充当支配点,支配点的数据融合可以减少传输信息包的数量.仿真实验表明,WMDS算法能得到较小的支配集,从而有效减少网络广播过程中的转发节点数,节省了网络资源.路由算法明显减少了信息包传输的数量,均衡了各节点的能量消耗,有效地延长了网络的寿命.     

无线传感器网络的一种可调节的拓扑控制算法

在无线传感器网络的拓扑控制问题中,保持节点能耗最低路径和低节点度之间存在一种平衡.最佳的平衡点与具体的应用和网络状态有关.文中提出一种新的拓扑控制算法,使所构造的拓扑能在这两个不一致的目标之间进行调节.该算法所构造的拓扑结构在一极能保持所有能耗最低路径,另一极能使平均节点度逼近理论最小值.仿真结果证实新算法在比已有方案更真实的能量消耗模型下可以保持所有能耗最低路径,同时也显示新算法对节点度有更大的调节范围.