LTE系统中M2M业务随机接入优化方案

针对LTE系统中海量M2M终端同时接入引起的频繁碰撞问题, 提出一种基于分组的解决方案。将同一小区内的M2M终端划分成组并引入组长节点, 由组长代表本组发起接入请求, 基站根据当前负荷情况分配接入资源并通过组寻呼触发组员节点的随机接入过程。理论分析和系统级仿真实验结果表明, 相比LTE系统, 现有的随机接入策略新方案在终端数量较多时能够有效减少碰撞次数, 提高首次接入的成功概率。     

基于分簇空天信息网络节点接入认证机制研究

相较于传统地面网络,开放性更强的空天信息网络存在卫星节点接入认证与密钥更新难等安全问题.针对以上问题,着重研究了导航卫星系统中网络节点的接入互信认证机制,并提出了一种基于分簇空天信息网络的轻量级接入认证方案.安全分析显示,所提方案能够有效抵御空天信息网络中身份假冒、消息重放、中间人攻击等多种典型安全威胁.实验结果表明,...     

一种LEACH协议的多级分簇改进算法

LEACH协议的簇头节点分布不均,导致网络负载不均衡.为此,提出一种LEACH协议的多级分簇改进算法.将网络划分为若干小单元,采用多级分簇相结合的方法,在簇头节点选举过程中引入节点剩余能量作为参考度量,以减少簇头节点与sink 节点之间的通信能耗.仿真结果表明,当网络规模增加到200节点时,该算法在第420轮出现第一个死亡点,优于LEACH协议,能延长网络生存周期,降低网络能量消耗.     

机器类型通信中随机接入信道的拥塞控制策略

在基于3GPP长期演进技术的机器类型通信( MTC)应用背景下,针对无线接入网络中随机接入信道的拥塞问题,提出一种改进的拥塞控制策略,MTC器件利用基站广播信息自适应调整各自的接入时间,避免由于大量MTC器件同时发起随机接入而引起接入碰撞的问题,实现基站的负载均衡及信道资源的合理分配。基于最大熵原理证明各MTC器件接入时间的均匀分布是最优分布。仿真实验结果表明,与接入类别限制策略相比,该策略可缓解随机接入信道的拥塞状况,提高MTC器件的随机接入成功率,降低接入时延,从而提升网络整体性能及服务质量。     

支持机器类型通信的动态接入拦截方法

对提升机器到机器(M2M)通信的接入成功率进行研究,在分组接入拦截(ACB)方案的基础上,提出一种加入自适应调整机制的改进方法。应用近似最大后验概率(AMAP)算法对等待接入的机器设备(MDs)数做出比较准确的估计,基于这种估计动态地调整ACB拦截参数,强化对负载和接入尝试的控制,提升对先导序列资源的利用率和接入成功率。仿真结果表明该方法可行有效。     

无线传感器网络中信道接入分簇算法的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。其中针对如何延长传感器网络的生存周期,降低传感节点的能量消耗成为研究的重点问题。文章通过分析无线传感器网络的特点和分簇算法的优点,提出新的基于信道接入分簇算法的路由解决方案,通过与已有的基于信道接入分簇算法的比较,新的分簇算法能够大大降低系统的能耗和复杂度,延长网络的寿命。最后,利用OPNET网络仿真工具给出相关的仿真结果。     

一种分簇车联网通信方法

针对分簇后的车联网大数据量下网关节点的传输瓶颈问题,结合DMAC分簇算法,提出了通过使用方向性天线在簇与簇之间使相距两跳远的簇头直接建立虚拟通信路径的方法。仿真结果表明：与全向通信方式相比,方法使得簇间通信的端到端延迟减少了110ms,网络的吞吐量增加了将近3Mbps。     

传感器网络中基于分层的非均衡分簇算法

传感器网络由大量能量有限的微型传感器节点组成,如何延长网络的寿命是一个需要解决的重要问题。针对矩形传感器网络,提出一种基于分层的非均衡分簇算法,通过分析节点的能耗来计算层的宽度。仿真实验表明,基于分层的非均衡分簇算法能有效延长网络的寿命。     

无线传感器网络分簇拓扑控制算法

通过对经典的分簇算法HEED和EEUC进行研究与分析,对它们不足之处进行了改进,提出了一种新的基于双簇首节能的无线传感器网络分簇拓扑控制算法,即DCHEB算法。该算法提出了一种新的簇划分方案,通过此方案可以对无线传感器网络进行合理分簇,使得簇首节点位于合适的位置上,平均了各个簇的节点个数,可以避免簇内的边缘节点过早死亡。最后通过理论分析和仿真工具验证了该算法对减少无线传感器网络的能量消耗和延长其生存时间有很好的作用。     

基于能耗负载平衡的自组网分簇算法

针对Ad Hoc网络的节点能量受限问题,改进分布式高效分簇算法(DECA),提出一种适用于自组网的分簇算法。该算法建立簇头能耗模型,利用簇头能耗和簇头平均能耗方差描述能耗负载平衡度。仿真实验表明,相比DECA算法,改进算法能有效平衡簇头节点的能耗负载,延长网络生命周期。     

基于簇内能耗最优的设备到设备缓存通信内容共享算法

针对设备到设备（D2D）缓存通信中,终端设备电池容量有限且设备之间数据传输能耗过大导致文件卸载率下降的问题,提出一种簇内节点能耗最优的缓存通信内容共享算法（CCSA）。首先,鉴于用户终端的随机分布特性,将网络中的用户节点建模为泊松簇过程,基于节点设备能量、通信距离建立卸载模型,设计自适应簇首选择权值公式;其次,遍历节点的能量与距离加权和并采用贪婪算法局部最优原则选取簇首节点,从而对用户节点通信距离进行优化,确保用户能耗最低以延长其生存周期,同时提高系统的卸载率。实验结果表明,与成簇随机选簇首（Random）、非成簇的能耗优化（EC）算法相比,所提算法在网络能耗最优时,系统生存周期延长了约60个百分点、72个百分点。CCSA能够提高卸载率且降低系统的卸载能耗。     

基于组播通信代价的分簇密钥管理方案

针对组播网络安全问题,提出一种基于组播成员通信代价的密钥管理方案。新方案首先根据节点间的通信距离、能量采用Kruskal算法来构造簇头间路由树,簇内普通节点与本簇簇头间为星型拓扑。之后考虑树中兄弟节点关系将路由树映射成逻辑密钥树,密钥树中叶子节点与簇头成员一一对应。最后实现组播成员的动态加入与删除。理论分析与Matlab仿真实验表明,所提出方案适用于大规模的组播通信,在减少组成员存储量的同时,降低了组成员的通信开销。     

基于LEACH协议的助理簇头分簇算法

基于LEACH协议,提出助理簇头分簇算法。该算法能在无线传感器网络中根据簇头节点所处的地理位置、剩余能量及簇内成员节点数目,动态决定是否需要在簇内产生助理簇头,并在需要产生助理簇头的簇内选择合适的节点,从而减少簇头通信能耗,同时解决某些簇头与基站的通信问题。仿真结果表明,该算法能有效降低网络能耗、延长网络生存时间。     

基于分簇的本体映射方法

为了能够充分地挖掘、分享和重复利用本体中的知识,提出一种基于映射关系的分簇方法,先通过已存在的高质量的本体映射关系,对原本体和目标本体分别进行分簇,再挖掘出实体间潜在的关系。通过实验证明,采用改进的映射方法提高了本体映射的质量,采用具有完善实体关系的映射结果提高了检索系统的准确率和查全率。     

基于非均匀分簇多跳通信的改进Q-Leach研究

为了进一步提升Q-Leach协议的性能,均衡无线传感器网络能量消耗,文中提出了一种改进型路由协议UMQ-Leach。该路由协议合理利用了Q-Leach协议的子区域划分规则,借此简化了簇间多跳通信机制;为了进一步均衡网络能耗,引入了非均匀分簇策略,并设计了随节点能量变化的自适应竞争半径,通过自适应竞争半径改善了协议性能。仿真结果表明,与Leach、Q-Leach协议相比,UMQ-Leach具有更好的网络能耗均衡性,进一步延长了网络的生命周期。此外,仿真结果同样说明UMQ-Leach协议中最大竞争半径的选取能够影响协议性能。     

基于能耗和距离的WSN分簇路由算法

本文针对LEACH算法中没有考虑簇头间能耗均衡和远离基站簇头过早失效的问题,提出一种基于能耗和距离的WSN分簇路由算法。仿真结果显示,该算法能有效克服LEACH存在的这两个缺陷,有效提高网络生命期。     

基于信任关系的无线自组网分簇方法

针对传统的分簇方法很少考虑安全因素,或者只考虑安全性而忽视对网络性能影响的问题,提出一种基于信任关系的分簇方法。该方法结合人类记忆的扩散激发模型的思想,能够根据有限的局部信息,自动地对整个网络进行分割,在提高AdHoc网络性能的同时,还可提高其安全性。实验结果表明,该分簇方法在精确度方面与集中式的分簇方法非常接近。     

常规分簇的超宽带传感网生存期的上界

考虑了n个传感节点和一个Sink组成的跳时脉冲无线电超宽带(time hopping impulse radio ultra wide band,简称TH-IR UWB)传感网,其中,n个传感节点均匀且独立地分布在正方形上.分别推导了常规分簇的密集和扩展TH-IR UWB传感网的生存期上界.常规分簇网络的簇头仅对本簇内的节点发送的数据进行融合,而对其他簇头发送的数据仅转发.研究结果表明,常规分簇密集TH-IR UWB传感网的生存期上界与节点密度(或节点数)成正比,扩展网络的生存期上界与部署区域大小(或节点数)成反比.研究结果也表明,对于密集网络,理想情形下的生存期上界比静态网络提高了(n/logn)1/2倍;而对于扩展网络,理想情形下生存期的上界比静态网络提高了(λn/log(λn))1/2倍.因此,节点或Sink在正方形内随机移动能够提高传感网生存期.     

基于能量与能耗速度的WSN分簇算法

无线传感器网络的最大局限是能量有限.为了高效利用网络能量、均衡网络负载,提出了一种基于能量与能耗速度的分簇算法.其中节点能耗速度是一个带有能耗预测信息的参量,利用它可以更有效地优化簇头选择与簇规模,该算法根据这两个参数来优化簇头的选择,能有效地延长节点的生存时间;同时,根据簇头节点与基站的距离、当前能量和能耗速度对簇规模进行约束和优化,进一步保证了簇之间的负载均衡.仿真实验表明改进后的算法有效地延长了网络的生存时间.