平均度约束的无线传感器网络拓扑控制

拓扑控制是无线传感器网络中最重要的技术之一.大规模随机部署的无线传感器网络节点,在满足无线传感器网络拓扑连通性的前提下,如何保证网络结构的稀疏性是一个亟待解决的问题,目前已有的研究结果表明当节点密度较大时,得到的网络拓扑复杂,计算路由将严重消耗节点资源.文中提出了一种平均度约束的无线传感器网络拓扑控制,通过增加节点通信半径,约束节点的平均度来解决网络的连通性与网络拓扑的稀疏性之间的矛盾.数值模拟表明:通过平均度约束的无线传感器网络拓扑控制,可减少网络中选出的工作节点数,保证了网络的稀疏性,简化了路由的复杂度,从而延长了网络的生存周期.     

物联网感知层改进型正方形剖分节点调度算法

设计合理的节点调度机制是提高物联网感知层能效性的重要方法。探讨了基于正方形剖分模型的节点调度算法,在此基础上对其通信模型进行扩展,在保持100%的组网络覆盖率及组全局连通性的前提下,通过改进剖分正方形边长取值机制,提出一种改进型正方形剖分节点调度算法。实验结果表明,改进后算法可有效降低系统能耗,延长网络寿命。     

基于安全连通性检测的随机密钥预分配方案

近年来,无线传感器网络的安全研究越来越受到关注,研究者们相继提出了许多解决方案。其中的随机密钥预分配方案基于概率模型,因此网络中可能存在着一些安全孤立节点,从而可能会降低整个网络的安全连通性。针对此问题,提出在节点布置比较稀疏的无线传感器网络的初始化阶段以及网络在运行过程中,定期对网络进行安全连通性检测,以发现网络中存在的安全孤立节点,然后增大这些孤立节点的通信半径,从而动态地调整网络中某个局部区域的安全连通性,以使得整个网络获得更高的安全连通性。     

一种水下无线传感器网络的连通性覆盖算法

研究了水下无线传感器网络随机布放条件下的连通性覆盖问题.针对节点通信半径小于2倍的感知半径时,不能达到连通性要求的问题,给出一种连通性最差情况下(通信半径等于感知半径),连通性覆盖算法唤醒机制.唤醒机制中,充分考虑能量以及节点之间的距离信息来选择进入工作状态的最佳节点,使得网络在满足覆盖性要求的基础上,保证了节点之间的连通性要求.最后通过仿真分析,验证方法有效性.     

随机网络的连通率研究

随机图是一种简单并且可用于抽象现实社会多种实际系统的网络。与其他网络模型不同,随机图的构造方式决定其节点具有对等性,且网络中可能存在孤立节点和子图。对随机图尤其是其连通性的研究有助于更深入地了解具有随机连接特性及节点对等特性的真实网络。文章采用理论与仿真相结合的方法,重点研究随机图的连通性和随机图连通率的计算方法,揭示了随机图在演化过程中的形态变化,表明随机图中树结构的广泛存在。研究还发现,在巨大连通子图形成前,随机图的子图大小呈幂律分布。本研究结果为复杂网络相关的实证研究和性质复杂的网络相变态研究提供了理论依据。     

无线传感器网络随机部署连通性研究

无线传感器网络在一定区域范围内随机部署时,需要布置适量的节点才能保证网络的连通性及网络服务质量。该文根据不同的条件,建立无线传感器网络随机部署的数学模型以研究网络的连通性。通过仿真实验验证了该模型的正确性,为无线传感器网络的随机部署应用提供了理论依据。     

采用随机移动模型的无线自组织仿真网络连通性分析

以无线自组织网络的连通性作为研究对象,根据几何随机图中最小度原理,结合均匀分布、泊松分布、随机点模型网络、随机方向模型网络等几种网络的节点概率分布,计算网络中节点的最小度,得到网络1-连通度与节点数和通信半径的定量关系,证明网络连通性按照均匀网络、随机方向模型网络和随机点模型网络的次序减弱。     

无线传感器网络拓扑连通性与稀疏性研究

连通性与稀疏性是无线传感器网络的重要拓扑属性,针对良好的网络拓扑既要保证连通又要适当降低连边密度的问题,首先分析了网络连通概率的相变特性,发现存在临界传输半径,在此临界值周围网络连通概率会发生0-1相变.其次,在网络以较小的传输半径保持连通的情况下,以度和介数作为衡量节点重要性的指标,提出了稀疏网络拓扑优化算法,通过适...     

异质信息网络表征学习综述

随着信息技术的快速发展,信息网络无处不在,例如社交网络、学术网络、万维网等.由于网络规模不断扩大以及数据的稀疏性,信息网络的分析方法面临巨大挑战.作为应对网络规模及数据稀疏挑战的有效方法,信息网络表征学习旨在利用网络的拓扑结构、节点内容等信息将节点嵌入到低维的向量空间中,同时保留原始网络固有的结构特征和内容特征,从而使...     

WSN中基于多波束转换天线的网络拓扑控制算法

针对 WSN 中节点分布不均问题,提出采用区域划分策略基于多波束转换天线的网络拓扑控制算法SRADTC.算法通过关键邻居节点数将网络划分为若干个相互重叠的稀疏区域和稠密区域,稀疏区域按最小生成树算法进行拓扑控制,稠密区域按K邻居拓扑控制算法进行拓扑控制.用有边界的Pareto分布建模节点分布,仿真表明：SRADTC算法在保证网络连通性的同时,相比传统拓扑控制算法提高了网络的性能.     

非结构的P2P网络拓扑模型

在P2P系统中,物理主机的组网比较灵活.由于网络拓扑直接影响了网络的性能,所以构建什么样的对等网络拓扑一直备受关注.本文讨论几种常用的非结构对等网络拓扑模型.非结构型的对等网络适合信息发布类型的应用,其组网和维护相对简单.我们的研究发现,虽然目前有很多构建非结构型的对等网络的方案,但是这些方案最终构建的对等网络基本可以归为三种类型的拓扑模型, 随机图论模型(Erdős-Rényi),k规则随机图和随机有向图.本文分别描述了这三种拓扑模型的度分布、连通性和直径,以及一些相关的典型应用.     

无线传感器网络的连通性问题研究

无线传感器网络的初始配置最优可以减少传感器网络的拓扑变化和降低网络重置的能量消耗.对初始均匀随机分布的无线传感器网络的连通性进行了研究.运用覆盖理论给出了传感器节点的连通度概率分布模型,并在此模型基础上推导出传感器节点的通信半径与期望连通度概率最大之间的关系.仿真结果表明了结论的正确性.     

无线传感器网络的拓扑控制研究*

讨论了拓扑控制的目标,利用随机图理论研究了无线传感器网络拓扑控制的模型及代表性算法;基于网络结构的不同,分析和比较了无线传感器网络中各种拓扑控制机制的特征;深层剖析了无线传感器网络拓扑控制与连通、调度之间的关系;最后对拓扑控制亟待解决的问题进行了总结和展望。     

Reliability estimation for neural network based autonomous driving

This paper describes a technique called Input Reconstruction Reliability Estimation (IRRE) for determining the response reliability of a restricted class of multi-layer perceptrons (MLPs). The technique uses a network's ability to accurately encode the input pattern in its internal representation as a measure of its reliability. The more accurately a network is able to reconstruct the input pattern from its internal representation, the more reliable the network is considered to be. IRRE provides a good estimate of the reliability of MLPs trained for autonomous driving. Results are presented in which the reliability estimates provided by IRRE are used to select between networks trained for different driving situations.     

无线网络拓扑控制中支撑图构造算法

支撑图(spanner)在无线(自主、传感器)网络拓扑控制中起着重要作用,不但能保证最终的拓扑图链路减少,保持连通性,而且保证任意一对通信节点之间所需费用是最少可能费用的常数因子倍.针对无线网络拓扑控制问题,大量支撑图构造算法被提出,以尽可能高效地满足网络设计需要的各种拓扑特性,如局部性、稀疏性、小权值、有界度及容错性等.对支撑图的研究成果进行了详细讨论,依据支撑图的定义和不同的分类原则给出了支撑图分类,分析了各种支撑图的典型集中式和局部算法、满足某一或多个拓扑特性的算法,并提出了需要进一步研究的问题.与无线网络中新出现、更实用的模型结合,寻找更简单、性能更好的算法将是未来支撑图构造算法的主要研究方向.     

无线传感器网络中的分布式平面t-支撑拓扑控制算法

在确保无线传感器网络连通的前提下,每个节点自适应地调整自己的发射功率,通过最小化节点的能耗和减少节点间的通信干扰,达到延长网络生存时间的目的.基于 Voronoi划分和局部Delaunay三角剖分,提出一种新的几何结构PSLDel图(planar symmetric local Delaunay triangulation)以及其分布式构造算法,为无线传感器网络建立连通、稀疏、平面、t-支撑的底层逻辑拓扑,每个节点将依据最远的逻辑邻居调整到最小发射功率.仿真实验表明,PSLDel图在逻辑邻居、最小发射功率和通信干扰等性能方面接近集中式构造的UDel图,而且PSLDel图的网络延迟稍微优于 UDel图;与分布式构造的AUDel图相比,PSLDel图的通信开销至少可以降低55%,从而有利于提高无线传感器网络的能量使用效率.     

Asymptotically optimal trade-off between local and global connectivity in wireless networks

We analyze large, random network topologies that arise in ad hoc or sensor networks. A fundamental requirement of communication in these systems is reachability, that is, to have a connected network topology. It is known, however, that the price for full connectivity is very high, as it requires unbounded local complexity, i.e., it forces the nodes to have infinitely growing degrees to achieve asymptotic connectivity. This means a lack of scalability, which is known to hold for a quite general class of random network topology models. Therefore, an important step in analyzing the performance of such networks is to explore the trade-off between the fraction of nodes that still belong to a connected component vs. a bound imposed on local connectivity, i.e., on the node degrees. We investigate this issue in a model that is more general than previously investigated random wireless network topology models. In our general model we derive an asymptotically optimal trade-off between node degrees and the fraction of nodes that form a connected component.     

Internet宏观拓扑的协议映射与分析

从协议角度,利用拓扑学和图论方法研究了Internet宏观拓扑的网络性能和形成机理。在给定Internet宏观拓扑的图论定义后,通过找到一个协议通信模式到Internet宏观拓扑的可行映射条件,进而分析了Internet宏观拓扑的连通度和平均拓扑距离。结果表明Internet宏观拓扑的形成机理源于协议的无限空间换取有限时间效应的设计原理,使得Internet可以实现实时通信,即在满足网络可靠性的同时,又保证网络的有效性。