面向节能和容错的异构WSNs数据收集算法

采用连通支配集作为虚拟骨干可以延长无线传感器网络的生命时间,但是考虑节点容易失效的特性,网络还需要具有一定的容错性。针对k-连通m-支配集的容错方法能耗过大的问题,提出了一种面向节能和容错的分布式数据收集算法。算法首先构建连通支配集,然后选择容错度大的节点作为备份节点,最后在数据收集过程对支配节点的能耗进行均衡。理论分析和仿真实验证实算法不仅以较小的时间和消息开销构建规模较优的连通支配集,而且还保证了容错性并最终延长了网络的生命时间。     

无线传感器网络中d-Hop 2-连通容错支配集的分布式构造算法

无线传感器网络随节点移动组成自我维持的自组织系统,采用连通支配集的虚拟骨干技术可使平面网络系统层次化而简化节点路由、管理和维护。但大规模无线传感器网络的连通支配集节点数目依然庞大,d-hop连通支配集可以大大减小支配集节点数目。另外,由于存在节点失效、链路断裂等无线特性,虚拟骨干网需要具备一定的容错性。在单位圆盘图网络模型中为构建精简且具有容错能力的虚拟骨干网,提出d-hop 2-连通支配集的分布式构造算法,先构造d-hop独立支配集后再连通形成d-hop 2-连通支配集。并从理论和仿真上对算法的复杂度、近似比和算法性能作了进一步探讨和验证。     

无线传感器网络中2-连通k-支配的容错连通支配集构造

无线传感器网络可采用连通支配集的虚拟骨干技术使平面网络层次化,但传感器节点的失效和链路的断裂会导致网络失败,虚拟骨干网最好具有容错性好、可靠性高的特性.对此,提出具有容错性的2-连通 -支配集的构造算法,以节点自身和邻域信息分布式地构造 -支配节点,利用最小生成树和块-割点图将 -支配节点2-连通.理论分析和实验仿真表明此算法具有较好的算法性能比,在中等规模网络中会产生更少的具有容错性的 -支配节点,可节省传感器节点的能量消耗和网络的通信开销.     

无线自组织网络中构造2-连通k-支配虚拟主干网的近似算法

在无线自组织网络中,经常选取一些节点形成虚拟主干网,用以支持路由和区域监视等任务。由于无线网络自身存在误码率高、易受干扰等弱点,虚拟主干网需要具有一定的容错性。已经有研究者提出使用k-连通k-支配集合在无线自组织网络中构造容错虚拟主干网,并通过模拟实验评估了算法的性能。近年来,Wang Feng等人设计了常数近似算法用来构造2-连通虚拟主干网。本文将设计一个常数近似算法用以在无线自组织网络中构造一个2-连通k-支配虚拟主干网。     

求解最小连通r-跳k-支配集的启发式算法

针对最小连通r-跳k-支配集的求解问题,提出一种基于节点度贪心策略的启发式算法。把网络节点集合作为初始解,从中选出度数最小的节点,通过判断节点的连通性决定是否将该节点从当前可行解中删除,由此逐步缩小连通支配集的规模,直至处理完所有节点。在单位圆盘图上进行算法复杂性分析和模拟实验,结果表明,相比同类算法,该算法得到的连通r-跳k-支配点集更少,且性能稳定。     

无线移动网络中k连通m控制集的一个维护算法

构建一个连通控制集（CDS）或者k-连通m-控制集（kmCDS）作为虚拟骨干网来减小路由开销是当前无线网络拓扑控制领域中的一个重要课题。但是,大多数kmCDS构造算法在网络节点移动时都要重新构造kmCDS。文中给出了一个在无线网络中节点移动情况下的kmCDS维护算法。在使用现有算法构造出kmCDS骨干网的无线网络中,本维护算法将节点的移动情形分为三类,并针对各种移动情形分别提出了局部维护策略。理论分析表明在各种移动情况下,该算法都能很好地维持虚拟骨干网kmCDS的性质。     

基于连通支配集的虚拟骨干网构造算法

针对无线传感器网络中缺少骨干网络的问题,提出一种基于连通支配集的虚拟骨干网构造算法。该算法利用图论中的极大独立集和连通支配集构造一个虚拟骨干网络,运用修剪规则去除冗余节点,通过优先选择能量多、距离近的节点使网络寿命更长、延迟更小。实验结果表明,该算法在单位圆图中产生的连通支配集至多为7.6opt+1.4,消息复杂度和时间复杂度为O(n)。     

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.     

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。     

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。     

基于最小连通支配集的无线传感器网络容错研究

过多的跳数对于无线传感器网络容错是不利的。无线传感器网络以往的研究中最小连通支配集主要是作为骨干网来使用,通过结合度来构建最小连通支配集,使得所构建的最小连通支配集不仅具备骨干网的功能,还具有容错的作用。提出了构建具有容错作用的基于度的最小连通支配集算法,仿真证明该算法可以有效地减少无线传感器网络的跳数,从而达到增强无线传感器网络容错的目的。     

Routing in wormhole-switched clustered networks with applicationsto fault tolerance

This paper presents a novel technique for routing in wormhole-switched multiprocessor interconnection networks with clustered configuration. The network model used here consists of a set of clusters interfaced through a common central network. We assume that the central network and the clusters use independent algorithms to route messages between their internal nodes. A technique for deriving a global routing algorithm based on the local algorithms is presented, which allows the transfer of messages between any pair of nodes in the network. This proposed method is shown to be deadlock-free with two virtual channels. The clustered network model and the proposed routing technique can be used to enhance the fault tolerance capability of existing routing algorithms. In particular, we describe fault-tolerant routing methods for meshes, which can tolerate any arbitrary fault distribution without disabling connected healthy nodes     

基于拓扑特性的分布式虚拟骨干网算法

由于在任意连通网络中搜索最小连通支配集(minimum connected domination set,简称MCDS)是NP完全问题,提出了一种拓扑感知的MCDS启发式算法——TACDS(topology-aware connected domination set),并证明了其正确性.通过利用节点的拓扑特性,减小了支配节点选择的盲目性.该算法能够根据2跳内的局部拓扑信息构造出较小的CDS(connected domination set),从而得到基于该支配集的虚拟骨干网.仿真结果表明,该算法优于其他分布式CDS算法,可以更好地近似MCDS.     

2-连通2-支配集的集中式构造

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进行分层路由,对重要的目标或环境需要构造容错性高,可靠性好的虚拟骨干网。提出构造网络2-连通2-支配集的两种集中式算法,分别是先回路后支配和先支配后回路。前一种算法是先形成一个由支配点组成的回路,然后以此回路为基础不断地扩充此回路,直到不在回路中的节点为2-被支配为止;后一种算法是首先保证每个非支配点都要变成2-被支配点,然后再使图中所有支配点构成回路。     

无线Ad hoc网络中干扰感知的拓扑管理

干扰问题是无线网络中的一个普遍现象。干扰影响网络总能耗、吞吐量、网络寿命等,减少干扰可以优化网络性能。同时利用连通控制集（CDS）作为虚拟骨干网也可以提高网络性能,达到简化路由、节省能量的目的。文中提出了一个干扰感知的基于优先级排序的拓扑管理算法（I-TMPO）,该算法考虑了每个节点的干扰值,同时加入速度因素为每个节点分配一个优先级。通过该算法,每个节点根据它的邻居信息决定其是否在最小控制集（MDS）中,然后将MDS中的节点连通成一个CDS。理论上证明了算法的正确性,仿真结果表明文中的算法具有更好的性能。     

Ad hoc网络中基于权值的连通支配集算法

移动Ad hoe网络是一种多跳,自组织网络,在该网络中可以通过构建虚拟骨干网来减少参与路由计算的节点数量,虚拟骨干网可以由近似的最小连接主节点集(MCDS)组成.提出了一种考虑节点权值的分布式近似MCDS查找算法,在网络拓扑结构发生变化时对MCDS进行维护.与几种经典的分布式近似MCDS查找算法相比较,结果表明,该算法具有更好的性能.