基于Tikhonov正则化的WSN多边定位算法研究

节点定位是无线传感器网络实现监测和跟踪的一个重要前提.针对多边定位中的不适定问题.提出了一种基于Tikhonov正则化方法的定位算法,研究了定位模型的建立、正则化参数的选取方法以及最优定位参考点数的选取等问题.实验结果表明本算法与典型的极大似然估计法相比,较大幅度地提高了定位精度,当a值选取600,采用5个参考节点时,定位精度可达到1米.     

一种基于无线传感器网络安全的社区卫生保健监护系统设计

设计并实现了一种基于无线传感器网络带安全机制的社区卫生保健监护系统.为了避免无线网络通信中信息泄漏和受到攻击,在现有传感器网络节点资源受限情况下,采用椭圆曲线密码体制及相关算法,有效地实现了加密系统中复杂的密钥管理功能,通过椭圆曲线加密和数字签名技术有效防止人体生理参数等敏感数据的泄漏,同时提出了一个切实可行的系统架构并加以实现.实验结果表明,系统能抵御网络潜在的无线信号窃听和内部攻击.     

采用动态邻域扩展算法的非一致CA低功耗确定TPG

针对确定内建自测试向量发生器设计中常存在着对冗余向量依赖,导致测试应用时间增长,并产生额外的测试功耗等问题,提出一种新的低功耗确定测试向量发生器的综合算法.该向量发生器采用非一致细胞自动机的结构实现,利用基于模拟退火的动态邻域扩展算法寻找优化的细胞自动机的拓扑连接关系.对标准组合电路仿真实验的结果表明,所综合出的向量发生器可有效地产生给定的低功耗确定向量集,并且不影响原有的故障覆盖率和测试时间.     

一种基于时间延迟机制的无线传感器网络分簇算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的路由协议以适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够提高网络的生存时间.本文提出一种基于时间延迟机制的分簇算法,称为CHTD.该算法建立了节点的时间延迟机制模型,使得能量较多的节点能够在每一轮中被优先选为簇首.同时,通过维持每个节点的簇首信息集合使得每轮产生的簇首数目稳定且位置均匀分布.模拟实验表明,CHTD有效地均衡了网络中节点的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.     

WSN 中基于粒子滤波的目标跟踪研究

针对无线传感器网络中仅有角度测量的目标跟踪问题,详细分析其定位过程,提出一种基于改进粒子滤波算法的新解决方案.方案采用高斯混合模型(GMM)代替单一模型近似概率密度分布,融入粒子滤波算法,提议分布采用SRUKF-PF算法更新粒子.算法中增加改进措施以提高滤波性能如:残差重采样算法用于重采样、K-means算法用于构建预估起始点、EM算法用于拟合GMM近似等.仿真结果验证了方案的有效性.     

无线传感器网络中基于区域决策的距离均值融合算法

研究了无线传感器网络中基于距离的决策融合算法,并针对它们的不足,提出了一种基于区域决策的距离均值融合算法.该算法首先采用目标定位运算估计目标源的位置,并划定以目标源为中心的一定区域为有效区域,然后根据距离均值模型计算有效区域内传感节点的可信度权重,并将其决策和相应的权重上传到融合中心进行决策融合.仿真实验表明,该算法比其它基于距离的融合算法具有更高的检测概率和较好的抗噪性能,适合中大规模无线传感器网络.     

一种基于数据流跟踪的无线传感网能量模型及网络优化

提出了一种基于数据流跟踪的能量模型,通过跟踪数据流在网络中的整个过程来计算全网的能量消耗,是一种不受网络结构限制的普遍适用的能量模型;在此基础上.建立了基于能耗的网络优化模型,针对链式和簇式结构进行了拓扑、功率和路由方面的优化设计,仿真结果证明了理论分析的正确性.     

无线传感器网络CSMA博弈优化算法研究

提出了一种通用的数学模型GO/CSMA(Game Optimization CSMA),用于优化CSMA退避机制.GO/CSMA以节点发包概率τ为优化变量,建立n人非合作混合策略博弈模型.以吞吐量和成功发包概率作为博弈效用函数为例,独立进行两个回合博弈,博弈的结果经过多约束单目标规划优化后得到折衷的τ~*,并据此设计出最小竞争窗口CWmin.仿真结果表明GO/CSMA显著提高了MAC层的传输效率.GO/CSMA可进一步扩展为对网络的其它多个性能(时延、丢包率、能耗、公平性)进行折衷的博弈优化.     

基于均值漂移和联合粒子滤波的移动节点定位算法

针对无线传感器网络移动节点定位面临的高精度和实时性要求,把均值漂移算法引入联合粒子滤波(Joint ParticleFilter)框架.提出了基于均值漂移和联合粒子滤波的移动节点定位算法.它使用均值漂移算法构建粒子滤波的建议分布,通过有效利用最新观测信息,提高粒子状态估计的准确性,使得采样粒子的状态分布与后验概率分布更接近,减少了状态估计必需的粒子数目.该算法还提出了基于虚拟海明距离和交互势的权重计算方式,减少相邻移动节点间的干扰.仿真实验结果表明,基于均值漂移算法和联合粒子滤波的移动节点定位,可获得比基本粒子滤波更高的定位精度,其定位精度与无味粒子滤波(Uscented Particle Filter)相当,而计算开销比无味粒子滤波减小至少50%.     

WSN中改进的分布式多维定标定位算法

针对无线传感器网络经典集中式多维定标MDS-MAP算法在定位精度与矩阵计算复杂度方面的不足,提出一种基于分布式的ADMDS-MAP定位算法.该算法通过采用测定距离量化,得到节点的近邻向量(CNV),然后通过相关的估算算法得到距离矩阵D和节点的初始估值,加入适当的求精计算得到节点的精确位置.理论分析和仿真实验表明,改进算法能够提高节点的定位精度.