基于平滑高斯半马尔可夫模型的移动无线传感器网络生成树算法

针对以往移动无线传感器网络研究只是单纯地对移动群体进行分簇而没有充分利用组群移动的内部稳定性的问题,结合组移动模型中节点运动的规律和内聚性原理,采用平滑高斯半马尔可夫移动模型刻画组内单个节点移动特征,构建了一种适合移动网络的稳定生成树算法(GM-base stable spanning tree algorithm,简称GSST)。实验证明,该算法从单个节点运动变化入手,在预测未来节点运动情况,选择稳定的链路构建网络结构方面,提高了移动网络的稳定性;同时,利用树的分层特征,简化移动网络的组网过程,并实现网络重组局部化。该算法有效延长节点存活率,均衡数据传输量。     

基于量子粒子群和SARSA算法的蜂窝网络信道分配

为了对蜂窝网络的信道进行在线、实时和动态的分配,设计了一种基于量子粒子群算法和SARSA算法的蜂窝网络信道分配方法。首先,采用分配方案表示量子粒子的位置,通过粒子群在粒子空间中不断寻优,将寻求的最优粒子位置作为信道分配方案的初始解。然后,根据得到的初始解的目标值来计算各状态动作对处的初始Q值,在此基础上,通过加入资格迹的SARSA(λ)算法和ε-greedy策略得到改进的SARSA(λ)算法,执行算法直到各状态动作对的Q值不发生变化为止,此时最终解为信道分配方案。为了验证文中方法的优越性,采用具有30个小区的移动蜂窝网络进行实验,仿真实验结果表明文中方法能实现蜂窝通信网络中信道的在线分配,且与其它方法比较,具有信道分配合理和收敛速度快的优点,是一种有效的信道分配方法。     

基于DIJKSTRA的无线传感器网络分簇路由算法

为加快无线传感器网络最优路径搜索速度、减少路径寻优能量消耗和延长网络寿命,提出了基于改进的DIJKSTRA算法的无线传感器网络分簇路由算法;运用DIJKSTRA算法在无线传感器网络内以多跳接力的方式来搜寻从源节点到目的节点的最短路径;结合能耗优化策略,避免网络能耗热点问题,实现网络能耗均衡;通过与基于蚁群算法的路由算法对比分析,基于Dijkstra的网络分簇路由算法能优化网络分簇并建立较优传输路径,其快速收敛性能减缓了网络中簇头节点的能耗,延长了网络寿命,提高了网络鲁棒性。     

基于MetropolisQ学习的蜂窝网络在线信道分配

针对现有的蜂窝网络的在线动态分配模型具有的信道需求量大、呼叫动态变化时阻塞率高和收敛速度慢的缺点,设计了一种基于MetropoisQ学习的蜂窝网络的在线信道分配方法。首先,在考虑同信道限制、邻居信道限制和同小区限制的基础上,设计了在线信道分配的数学模型,然后在Q-Learning算法基础上的设计了一种基于资格迹的Q(λ)算法实现信道的在线分配,为了进一步提高收敛速度,采用Metropois规则对算法中动作的选择方式进行改进,实现探索和利用的平衡。为了验证文中方法,采用Matlab工具上进行实验,仿真实验结果表明文中方法能实现蜂窝通信网络的在线信道分配,且与其它方法比较,具有较少的信道需求量、较低的阻塞率和收敛速度,较其它方法具有较大优越性。     

基于改进蚁群算法的无线传感器网络路由的优化

为了延长无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)的生命周期,均衡各个节点间能量消耗,针对现有的WSN路由优化算法存在的问题,提出了一种基于改进蚁群算法的路由优化算法。首先通过对蚁群算法和遗传算法的优劣性比较,在蚁群算法的基础上,结合遗传算法的选择、交叉和变异的操作,从而提高蚁群算法的搜索速度和寻优能力。最优路径评价函数综合考虑节点能耗及节点的剩余能量,使剩余能量多的节点优先参与数据转发,均衡节点间的能量消耗。通过与经典蚁群算法及遗传算法的对比实验表明,随着数据转发轮数增加,改进的蚁群算法能耗小,剩余能量多,网络生命周期明显延长;随着整个网络运行时间的增长,改进的蚁群算法,节点均衡能耗性好,最优路径搜索的成功率也明显优于其他两种算法。     

一种基于势博弈的无线传感器网络拓扑控制算法

在实际的应用中,无线传感器网络常常由大量电池资源有限的传感器节点组成.如何降低网络功耗,最大化网络生存时间,是传感器网络拓扑控制技术的重要研究目标.随着传感节点的运行,节点的能量分布可能越来越不均衡,需要在考虑该因素的情况下,动态地调整节点的网络负载以均衡节点的能耗,达到延长网络生存时间的目的.该文引入博弈理论和势博弈的概念,综合考虑节点的剩余能量和节点发射功率等因素,设计了一种基于势博弈的拓扑控制模型,并证明了该模型纳什均衡的存在性.通过构造兼顾节点连通性和能耗均衡性的收益函数,以确保降低节点功耗的同时维持网络的连通性.通过提高邻居节点的平均剩余能量值以实现将剩余能量多的节点选择作为自身的邻居节点,提高节点能耗的均衡性.在此基础上,提出了一种分布式的能耗均衡拓扑控制算法.理论分析证明了该算法能保持网络的连通性.与现有基于博弈理论的DIA算法和MLPT算法相比,本算法形成的拓扑负载较重、剩余能量较小的瓶颈节点数量较少,节点剩余能量的方差较小,网络生存时间更长.     

基于质心迭代估计的无线传感器网络节点定位算法

针对无线传感器网络非测距定位方法的应用,提出了基于质心迭代估计的节点定位算法.该算法首先计算当前连通信标节点所围成的平面质心的坐标及其与未知节点间的接收信号强度,然后用计算所得质心节点替代距离未知节点最远的连通信标节点,缩小连通信标节点所围成的平面,并通过多次迭代的方法提高节点定位精度.仿真实验结果表明,该算法的各项指标均为良好,适用于无线传感器网络的节点定位.     

基于粒子群的无线紫外光网络快速信道分配方法

针对无线紫外光散射通信中非视距(NLOS)传输特点和信道干扰模型,采用基于粒子群的无线紫外光网络快速信道分配方法,充分考虑了空间角度对信道冲突矩阵的影响,实现了一种定向、快速的信道分配新方法。仿真分析了该算法的平均迭代次数、平均干扰度以及收敛时间与粒子群数目和信道数目的关系。实验结果表明此紫外光网络信道分配方法具有收敛速度快、冲突度小的优势,保障了无线紫外光网络信道分配的快速性和准确性。     

基于无线传感器网络的智能LED灯控制系统设计

针对无线传感器网络为基础的控制系统中其板载电池的能量有限,从而影响无线传感器节点的运行寿命问题。本文设计并采取了嵌入式与分布式智能无线传感器网络（WSN）,目的是优化和使控制照明系统更加高效,为了克服这个问题,基于能量感知的通信协议被引入,以减少为了延长其使用时间的无线传感器网络的功耗。本文中的以智能无线传感器网络为基础的LED照明系统,经过实验结果表明,无线传感器节点都能够运行的时间较长,从87天至102天,而增加了约20％的工作寿命。     

基于蝙蝠优化算法的无线传感器网络节点定位研究

节点定位是无线传感器网络应用中的关键技术,Dv-Hop算法的定位精度不尽人意,因此将三方面改进的蝙蝠算法应用于Dv-Hop平均跳距的计算过程中,在Dv-Hop的第三阶段引入改进后的蝙蝠算法代替最小二乘法来计算未知节点的坐标,大大降低平均跳距导致的定位误差,提高定位精度;仿真结果表明,改进的BA算法优化的DV-hop定位算法在不同锚节点密度、不同通信半径、不同节点数量以及定位精确度等方面表现出良好的性能。     

混沌量子克隆算法求解认知无线网络频谱分配问题

对认知无线网络中的频谱进行有效分配是实现动态频谱接入的关键技术.考虑3次用户对频谱的需求和分配的公平性,给出了频谱分配的数学模型,并将其转换为以最大化网络收益为目标的带约束优化问题,进而提出一种采用混沌量子克隆优化求解的认知无线网络频谱分配算法, 并证明了该算法以概率1收敛.最后,通过仿真实验比较了本文算法与颜色敏感图着色算法、基于遗传算法的频谱分配、基于量子遗传算法的频谱分配的性能.结果表明:本文算法性能较优, 能更好地实现网络收益最大化. 关键词： 混沌量子克隆算法 认知无线网络 频谱分配     

一种优化无线传感器网络生命周期的容错拓扑研究

<正>由于无线传感器网络的节点能量受限,优化网络生命周期成为设计网络拓扑时首要考虑的问题.通过分析节点的剩余能量和负载量对节点生命周期的影响,提出了一种可延长无线传感器网络生命期的容错拓扑演化模型,并得出了在节点满足网络生存时间的条件下负载调节系数的取值范围.仿真实验结果表明,基于无标度网络的演化拓扑结构具有较好的容错性,并能够均衡网络节点能耗和延长网络生命周期.     

基于混沌并行遗传算法的多目标无线传感器网络跨层资源分配

提出了一种基于混沌并行遗传算法的多目标无线传感器网络跨层资源分配方法,该方法运用混沌序列和并行遗传算法来动态调整传感器网络节点的探测目标及通信时隙等参数,对资源分配方式进行跨层整体优化.在多目标无线传感器网络环境下,将本文方法与传统的随机分配方法、动态规划方法、T-MAC协议及S-MAC协议等资源分配算法进行了仿真比较.仿真结果表明,本文提出的混沌并行遗传算法具有通信时延小,目标检测成功率高等优点,在降低了无线传感器网络功率消耗的同时提高了对目标检测的实时性. 关键词： 无线传感器网络 无线资源管理 Henon映射 并行遗传算法     

Delay optimization and energy balancing algorithm for improving network lifetime in fixed wireless sensor networks

Since wireless in terms of energy-restricted processes, dispersion radii, processing power limitations, buffers, bandwidth-limited connections, active network topologies, and network stream of traffic outlines, sensor networks provide difficult design issues. The number of hops and latency are decreased if there is a relay mote because it interacts directly with relay motes that are closer to the destination mote. The tremendous intensive research in the area of Wireless Sensor Networks (WSN) has gained a lot of significance among the technical community and research. The job of WSN is to sense the data using sensor motes, pass on the data to the destination detection mote which is associated with a processing center and can be used in multiple spans of Internet of Things (IoT) applications. Wireless sensor network has a set of sensor motes. By making use of sensor mote placement strategy all the sensor motes are spread in an area with each mote having its own exceptional location. Internet of things applications are delay sensitive those applications have a challenge of forming the complete path at a lower delay constraint. The proposal is to modify the game theory energy balancing algorithm by making use of relay motes so that overall network lifetime is increased. It has been proved that modified GTEB is better with respect to existing algorithms in terms of delay, figure of hops, energy depletion, figure of alive motes, figure of dead motes, lifespan ratio, routing overhead and throughput.     

基于博弈论的认知无线电网络跨层资源分配

针对多跳认知无线电网络的多层资源分配问题,提出了协作去耦合方法和跨层联合方法,协作去耦合方法首先单独完成路径选择任务,随后进行信道与功率的博弈分配;跨层联合方法则通过博弈直接对路径、信道、功率三层资源进行同时分配,两种方法都综合考虑网络层、介质访问控制层、物理层的启发原则,引入了节点被干扰度信息和节点主动干扰度信息来辅助路径选择,设计了基于功率允许宽度信息的Boltzmann探索来完成信道与功率选择,设计了长链路和瓶颈链路替换消除机制以进一步提高网络性能,从促进收敛角度,选择序贯博弈并设计了具体的博弈过程,此外还分析了博弈的纳什均衡,讨论了两种算法的复杂度,仿真结果表明,协作去耦合方法和跨层联合方法在成功流数量、流可达速率、发射功耗性能指标上均优于简单去耦合的链路博弈、流博弈方法。     

能量异构的无线传感器网络加权无标度拓扑研究

针对无线传感器网络节点能耗不均和如何高效获得节点和边的负载问题,提出一种局域范围内能量异构的加权无标度拓扑演化模型.通过对节点能量与负载、能耗的关系建模,建立节点能量与点权和边权的联系,进而结合点权和加权模型给出网络的演化方式,推出点权、度和边权的幂率分布规律,最终根据网络获得的点权和边权来分析负载和能耗.仿真结果表明,提出的模型不仅能够准确计算点边的负载,而且缓解了无标度网络的节点能耗不均衡问题.     

微小型无线光电传感网络的实验系统设计

基于nRF905低功耗、高灵敏度无线收发的一体芯片实现了一种微小型无线光电传感网络实验系统。讨论了实验系统的硬件节点、网络通信协议及软件的设计。实验结果表明,在19.2kbit/s速率下,系统中任意两节点可实现30m(室内)至150m(室外空旷地带)范围内的无线通信。该系统具有硬件设计简单、软件及其协议编程方便等优点,可微型化、低成本的应用于无线光电传感器网络系统。     

无线传感网中基于质心的高效坐标压缩算法

鉴于无线传感网中有限的通信带宽和计算资源, 传感器节点传送压缩后的数据对于系统节能具有十分重要的意义. 本文提出一种利用反正切函数构建的非线性坐标压缩策略来降低系统的数据传输量. 得益于反正切函数的非线性特点, 在质心附近压缩率低, 离质心越远, 压缩率越高. 仿真结果显示, 所提算法特别适应于在质心附近具有高频分量的信号类型. 所提算法具有以下几个特点: 1)采样间隔是非均匀的; 2)可以在采样前实现压缩, 类似于压缩感知; 3)计算复杂度低, 算法简单易实现, 在实际应用中更具有优势. 关键词： 无线传感器网络 坐标压缩 非线性 质心