自适应逃逸粒子群算法的网络节点覆盖优化仿真

研究无线传感器节点优化选择。传统LEACH分簇算法中,节点选择的随机性很大,没有很好地参考节点中的多个属性,通信的簇头分布也无规律,算法把能量消耗分摊到所有的节点上,一旦选择边沿节点作为簇头,一些节点必须经过长距离的路由转发才能到达簇头,造成通信效率较低。为了避免上述缺陷,提出了一种基于自适应逃逸粒子群算法的网络节点覆盖优化方法。建立自适应逃逸粒子群算法的数学模型,准确描述网络节点覆盖问题。利用自适应逃逸粒子群方法,计算无线传感网络节点最优位置,从而实现网络节点覆盖优化。实验结果表明,这种算法能够实现网络节点覆盖优化处理,从而提高无线传感网络数据传递的效率。     

基于分环多跳的无线传感网分簇路由算法

为了提高无线传感网在大区域情形下的能量效率,提出了一种分环多跳分簇路由算法RBMC(ring based multi-hop clustering routing algorithm).RBMC算法采用分环的方式实现簇头间的多跳通信,通过在不同环内构建大小不同的簇解决传感器网络中存在的"热点"问题,在不同的簇头选举策略下,能够同时满足节点能量同构及异构两种情形.仿真结果表明,在大区域环境下,分环多跳分簇路由算法能在很大程度上均衡节点能量消耗,延长网络的生命周期.     

基于TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.     

多簇无线传感网的优化生存时间近邻功率控制算法

针对非均匀分布的无线传感网的生存时间问题,提出多簇无线传感网的优化生存时间近邻功率控制(NPCAOL_MC)算法。该算法采用K-means算法确定网络的簇个数和对应每个簇的节点,利用近邻算法评估每个簇的节点密度,确定簇的最优通信距离。结合Friss自由空间模型计算当前簇的最优发送功率。Sink节点广播通知其他节点,如果是同一簇内的节点相互通信,则采用簇最优功率发送数据,否则采用默认最大发送功率发送数据。仿真结果表明,利用NPCAOL_MC算法可以分析整个网络节点的位置信息,采用簇最优发送功率发送数据,从而提高生存时间,并使能耗经济有效。在密度分布不均的无线传感网中,NPCAOL_MC比采用固定发送功率的Ratio_w算法更优。     

传感器网络中基于域的分布式自动成簇算法研究

 在传感器网络中,分簇是其他应用的基础,本文结合传感器网络的节点特性和位置信息,提出一种基于域的分布式自动成簇算法DCAM(Distributed Clustering Auto Model),DCAM把传感器网络按域划分来构建簇,簇之间是相互连通并且可以覆盖网络中所有的传感节点,簇头节点与簇中的网关节点就构建成网络的连通核,当传送数据时,传感节点只需在连通核中寻径,因而能明显减少寻径时间复杂度并且具有更好的分布性;然后在DCAM的基础上提出了簇的自愈和更新算法, 更新和自愈算法可更大程度地延长整个网络的生命周期.     

传感器网络簇间通信自适应节能路由优化算法

提出了一种用于无线传感器网络簇间通信的自适应节能路由优化算法。网络中以总体通信能耗最小为首要原则建立端到端之间的路由,并对簇间通信提出了一种优化算法,使得簇首之间相互通信时,可以在直接、中继以及协作3种不同方式中自适应地选择最节能的通信方式。所提出的路由算法可确保源节点与基站通信过程中选择到最优或次优的节能路由,并可降低由于通信覆盖盲区造成的通信中断的概率。仿真结果表明,与其他传感器网络路由算法相比,所提出的路由算法在相同吞吐量和误码率前提下每一轮都消耗更少的能量,并且在不同的节点密度下都可有效地延长网络的生命周期和工作时间。     

基于无线传感器网络的K均值算法研究

传统无线传感网一般由大量密集的传感器节点构成,存在节点计算能力、能源和带宽都非常有限的缺点,为了有效节能、延长网络寿命,介绍了基于聚类的K均值算法.该算法通过生成的簇头节点散播到网络的各个区域中,减少了每个区域内通信的能耗和可能会出现的一般节点过早死亡的情况,从而避免了网络对该区城提早失去监控.实验证明,该算法对各节点...     

基于演化博弈的传感节点保密率自适应调节方法

通过扩展经典窃听信道模型,针对聚簇无线传感器网络提出了传感节点和簇头之间的保密率计算方法,构建了一个非合作保密率博弈模型,以反映传感节点之间的交互关系.利用演化博弈思想,建立了传感节点自适应选择发射功率的机制,提出了传感节点自适应调节保密率的算法.实验结果表明,提出的方法能自适应地调节传感节点的保密率,为保证无线传感器网络数据的保密性提供了新途径.     

一种基于森林火险控制的自适应性WSN分簇算法

通过对森林防火现状的总结,分析了WSN在火险控制中的特点,文中提出了一种自适应分簇算法,将整个传感器网络划分成多层.在网络部署初期,为实现监测数据传输的实时性要求,各层簇首节点采用单跳方式与SINK节点直接通信;当节点对环境数据的监测达到一定程度形成预测趋势后,所有的节点可以自适应进入下一个阶段,进行多跳路由的建立,以提高网络的生命周期,延长传感器节点对火场环境监测的时间.     

改进离散粒子群的异构无线传感器网络路由算法研究

异构无线传感器网络深受人们青睐,传感器节点能量的损失与路由算法密切相关,所以路由算法成为近年来无线传感器网络研究工作开展的主攻方向。本文结合改进的自适应离散粒子群算法,提出基于改进自适应离散粒子群算法的异构无线传感器网络路由算法,构建综合性目标函数及确定评价指标。仿真结果表明:改进算法由于在适值函数上充分考虑簇头节点能耗及簇间负载均衡因子,使得算法性能得以改良。     

Coverage based inter cluster communication for load balancing in heterogeneous wireless sensor networks

Effective energy management in heterogeneous wireless sensor networks is more challenging issue compared to homogeneous wireless sensor networks. Much of the existing research focuses on homogeneous wireless sensor networks. The energy conservation schemes for the homogeneous wireless sensor networks do not perform efficiently when applied to heterogeneous wireless sensor networks. The proposed algorithm in this paper exploits the redundancy properties of the wireless sensor networks and also changes the inter cluster communication pattern depending on the energy condition of the high energy nodes during the life cycle of the heterogeneous wireless sensor networks. Performance studies indicate that the proposed algorithm effectively solves the problem of load balancing across the network and is more energy efficient compared to multi hop versions of the standard low energy adaptive clustering hierarchy protocol.     

邻近信息约束下的随机异构无线传感器网络节点调度算法

针对高密度部署的随机异构传感器网络内部存在的覆盖冗余问题,该文提出一种随机异构无线传感器网络的节点调度算法(NSSH)。在网络原型拓扑的支撑下构建Delaunary三角剖分,规划出节点进行本地化调度的局部工作子集。通过折中与邻近节点的空外接圆半径,完成对感知半径的独立配置;引入几何线、面概念,利用重叠面积和有效约束圆弧完成对灰、黑色节点的分类识别,使得节点仅依赖本地及邻居信息进行半径调整和冗余休眠。仿真结果表明,NSSH能以低复杂度的代价,近似追平贪婪算法的去冗余性能,并表现出了对网络规模、异构跨度和参数配置的低敏感性。     

无线通信系统异构网络的自动邻区关联方法

主要提出一种宏小区与毫微微小区混合组网的异构无线通信网络,从而设计了一种用于异构无线通信网络中的基站间自动邻区关联的方法,并阐述了具体实施步骤。该方法支持异构网络中的基站自组织功能,基站能够在自动邻区关联的过程中正确地获得邻区基站的ID,从而成功构造邻区关系且无需人工配置,克服了已有方法存在的缺陷。同时,该方法无需修改空口信令,也不会增加空口信令开销。     

一种基于物联网的室内监控系统节能研究

针对无线传感器网络通信中能量消耗过高及电源极为有限、不可替换问题,设计室内监控系统,布置ZigBee无线网络,重点解决延长网络生命周期问题。针对LEACH算法中所有节点轮流充当簇首消耗能量过多问题,提出每轮第一次充当簇首的节点全程有效,本文称FL方法。该算法减少节点竞争簇首时消耗能量。依据监控系统实际使用环境,结合LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法分析通信过程中能量消耗,设计验证实验,提出监控系统通信算法。实验证明,网络稳定,系统能耗低,通信性能良好,可用性强。     

Analysis and modeling of task scheduling in wireless sensor network based on divisible load theory

In this paper, we propose a novel task scheduling algorithm (Divisible Task scheduling Algorithm for Wireless sensor networks (DTAW)) based on divisible load theory in heterogeneous wireless sensor networks to complete the tasks within the shortest possible time and reduce the sensors' energy‐consuming. In DTAW, the tasks are distributed to the wireless sensor network by the (SINK) on the basis of the processing and communication capacity of each sensor. After receiving the subtasks, the intracluster sensors carry out its tasks simultaneously and send the results to cluster head sequentially. By removing communication interference between each sensor, reduced task completion time and improved network resource utilization are achieved. Each cluster head simultaneously finishes sending fused data to the SINK after fusing the data obtained from intracluster sensors. In this way, the overlap between the task performing and communication phase would be much better. Simulation results are presented to demonstrate the impacts of different network parameters on the makespan and energy consumption. The results show that the algorithm enables to reasonably distribute tasks to each sensor and then effectively reduces the time‐consuming and energy‐consuming. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于自适应噪声抵消的无线传感网络信道优化

无线传感器网络通信技术广泛应用在物联网近场通信、水声通信等领域。无线传感网络通信信道受到多途干扰,导致信道失衡,需要进行信道均衡模型设计。提出一种基于自适应噪声抵消的无线传感器网络通信信道优化技术,首先构建了无线传感器网络通信的信道模型,对无线传感器网络信道传播过程中衰减损失和各条路径的信号进行重组,采用自适应噪声抵消算法进行信道的多途干扰滤波,结合最小二乘（ RLS）准则算法进行无线传感器网络通信信道均衡设计。仿真结果表明,采用该通信信道均衡技术能有效提高无线传感器网络通信的信道质量,降低通信传输失真和误比特率,实现信道自适应均衡,提高通信的抗干扰能力。     

PEAL: Power Efficient and Adaptive Latency Hierarchical Routing Protocol for Cluster-Based WSN

In wireless sensor networks, one of the most important constraints is the low power consumption requirement. For that reason, several hierarchical or cluster-based routing methods have been proposed to provide an efficient way to save energy during communication. However, their main challenge is to have efficient mechanisms to achieve the trade-off between increasing the network lifetime and accomplishing acceptable transmission latency. In this paper, we propose a novel protocol for cluster-based wireless sensor networks called PEAL (Power Efficient and Adaptive Latency). Our simulation results show that PEAL can extend the network lifetime about 47% compared to the classic protocol LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy) and introduces an acceptable transmission latency compared to the energy conservation gain.     

无线传感器网络自适应功率控制策略

无线传感器网络功率控制技术对于网络的拓扑连通、能量效率、网络容量、吞吐量、实时性等性能均有显著影响,是其实用化的重要支撑技术。该文提出了一种适用于无线传感器网络的自适应功率控制策略APCS(Adaptive Power Control Strategy),该策略是只需要局部信息的分布式算法,通过调整路径损耗指数和功率控制参数可以获得性能极佳的目标拓扑,并能满足实时性和容错能力要求较高的应用场景。另外,该算法还采用了动态功率调整以保持网络的连通性,延长网络的生命周期。仿真结果证实了所提方法的有效性。     

Routing Technology in Wireless Sensor Network Based on Ant Colony Optimization Algorithm

With rapid development of wireless communication, sensor, micro power system and electronic technology, the research on wireless sensor network has attracted more and more attention. The work proposed routing algorithm in wireless sensor network based on ant colony optimization by analyzing routing protocol and utilizing advanced idea. Ant colony optimization algorithm has advantages in implementing local work, supporting multiple paths and integrating link quality into pheromone formation. In routing selection, the work calculated probability that node is selected as the next hop according to pheromone concentration on the path. With characteristics including self-organization, dynamic and multipath, ant colony optimization algorithm is suitable for routing in wireless sensor network. With low routing cost, good adaptability and multipath, the algorithm balanced energy consumption to prolong network lifetime. In terms of simulation and experiments, ant colony algorithm was proved to be suitable for finding optimal routing in wireless sensor network, thus achieving design goal of routing algorithm.     

WSN中一种基于LEACH的协同通信算法的研究

近年来,协同通信在无线传感器网络中取得了很大的应用,重点分析和研究了一种基于低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH）的协同通信算法;在该算法中,通过选择合适的协同节点来发送数据可以有效的减少簇头节点的能量消耗,并且与多跳传输相比,又节省了路由更新耗费的能量,实验仿真证明基于LEACH的协同算法（LEACH-COOP）在能量消耗上与LEACH和基于LEACH的簇头多跳算法（LEACH-MH）相比表现出了更优的性能。