基于节点邻居关系的MCDS构造算法

针对连通控制集在无线传感器网络中的重要作用,提出一种基于节点邻居关系的最小连通控制集(MCDS)的构造算法,该算法时间和信息复杂度分别为O(nlogn)和O(n),且针对由于节点电池的耗尽等原因造成的网络拓扑改变的情况,提出一种局部的修复算法以得到新网络的一个MCDS。理论分析和仿真实验都表明了算法的正确性以及执行性能。

一种改进的无线传感器网络EEMCDS算法

针对无线传感器网络中的有效路由,提出了一种改进的,基于最小连通支配集的能量有效算法IEEMCDS(I mprovedEnergy-Efficient Mini mum Connected Dominating Set).路由搜索主要集中在连通支配集内,通信量小.该算法是一个能量有效的分布式算法,在维护最小连通支配集时,充分考虑了节点的能量问题,优先选择高能量的节点充当连通支配集节点,提出了支配节点能量最小阈值调整法,可以有效地延长网络寿命.实例仿真表明在改进算法的连通支配集中,高能量的节点在支配集中一直占有较高的比例,从而有效地延长了网络寿命.

无线Ad Hoc网络MCDS的贪心分布式近似算法

在无线Ad Hoc网络中基于最小连通支配集(MCDS)构建虚拟主干网可以有效缓解广播风暴,提高网络性能,延长网络生存时间.利用单位圆盘图中极大独立集的性质,使用2阶段贪心分布式近似算法构造了MCDS.从理论上分析了算法的时间复杂度、信息复杂度和近似比.

一种改进的无线传感器网络MCDS构造算法

在单位圆盘图中的连通支配集被作为无线传感器网络的虚拟主干网提出并研究。无线网络具有网络拓扑结构可变,且节点之间可以随意通信的特点,所以其路由的算法要求能够对拓扑结构的变化快速做出反映,而图论中连通支配集分层路由算法可以很好地满足无线网络的通信要求。文中基于连通支配集,在已有的求解最小连通支配集的分布式算法(MCDS)的基础上,提出了一种改进的基于节点邻居关系构造最小连通支配集(MCDS)的算法,并通过仿真实验与NMCDS算法进行了性能比较。实验结果表明,使用该算法能得到较小的连通支配集,从而有效减少网络广播过程中的转发节点数,大大节省了网络资源。该算法优于NMCDS算法,能够快速得到更小规模的MCDS,并且对由于节点发生故障造成网络拓扑的变化,文中还提出一种局部修复算法以得到新的MCDS。

基于多生成树和子网-节点度联合权重的MCDS构造算法

提出了一种基于多生成树和子网-节点度联合权重的静态无线网络极小连通支配集MCDS构造算法SWNMCDS。算法首先设定一个概率p,每个节点随机生成一个概率并与p对比后决定是否成为候选根节点。两跳范围内的候选根节点相互交换信息,确定最终的根节点。每个根节点基于节点权重的连通树生成算法生成多棵连通树。最后基于子网-节点度联合权重选择连通节点,将多棵连通树连成极小连通支配集。经分析,SWNMCDS算法近似比上限为2β(2+H(Δ)),时间复杂度为O(Δ2),消息复杂度为O(Δ2)(Δ为最大一跳邻居节点集合的大小,β为生成树数目)。仿真实验表明,与经典MCDS算法比较,SWNMCDS所构造的连通支配集具有较小的规模。

Ad hoc网络中基于MCDS构建延迟定界组播转发结构

根据无线信号传播方式的特殊性,重新定义了无线组播路由中的代价和时延函数,基于图论中最小连通支配集(MCDS)理论,提出的基于图论中点着色思想的时延定界组播转发结构的构建方法,通过求解MCDS来实现构建最小代价组播路由结构的目的,提出了组播路由时延定界的概念,并在该约束下构建MCDS。理论推导证明了该算法的正确性,与同类算法相比,较低的近似比证明了该算法的有效性,同时具有O(n)的时间复杂度和O(n)的消息复杂度,进一步证明了其高效性,具有适应于灵活多变的Ad hoc网络的优势。

基于最小连通支配集的无线传感网拓扑构建研究

基于通信虚拟主干网的拓扑构建是关闭冗余节点,节省全网能耗的有效方法。该文将全连通网络环境下寻找最优虚拟主干网问题抽象转化成最小连通支配集求解问题(MCDS),并建立了基于混合整数规划的数学模型(NMIP-MCDS)。NMIP-MCDS在分析MCDS解的基础上,确定以令牌分发数与节点能耗乘积为目标的优化函数,通过令牌分发同时辅以全网能量负载均衡的方式,构建最优MCDS。仿真实验结果验证了NMIP-MCDS的有效性,并可进一步实际应用在中等规模的无线传感网中。

WSNs中基于能量代价的最小权和支配集拓扑控制算法

该文针对无线传感器网络中最小连通支配集拓扑并非网络耗能最小拓扑的问题,定义由节点剩余能量,邻居个数和通信代价构建的能量代价函数综合反映支配节点的能量效率以及对降低网络整体能耗的贡献,进而以其作为拓扑权值,提出一种基于能量代价的最小权和连通支配集拓扑控制算法。算法选取局部最小权值节点担负支配任务,搭建整体权和最小的支配集,最小化网络整体能耗。实验结果表明,算法不仅具有节能的特点,还确保了通信链路的可靠性,有效延长了网络生命周期。

一个新的分布式最小连通支配集近似算法

在计算机网络中广泛使用广播来解决一些网络问题 ,设计有效的广播算法是一项重要的课题 .文中提出了一种分布地计算网络最小连通支配集的近似算法并给出了它的正确性证明 .它只需要网络节点具有局部的网络状态信息 ,可伸缩性强 .通过此算法可以在网络中自动形成一个虚拟骨干网 ,从而可为网络中的广播和路由操作提供一个有效的通信基础 .模拟结果表明 ,文中提出的算法求得的连通支配集小 ,能较好地应用于一般网络以及移动自组网络中 .

基于图着色的无线自组网极小连通支配集算法

基于连通支配集算法的虚拟主干网技术对于无线自组网的路由优化、能量保护和资源分配都具有重要的作用。通过引入极大独立集和极小支配集概念,基于图着色思想提出一种新的适合于无线自组网的极小连通支配集算法,从理论上证明了该算法的正确性和高效性,也通过仿真实验分析了该算法在多种情况下的实际性能,仿真结果表明新算法在簇头和主干节点数目方面具有较好的性能,特别在节点密集的网络环境中更加突出。

一种求解最小连通支配集的高效近似算法

寻找出一个网络图的最小连通支配集有重要实际应用背景,然而如何找到它却是一个NP难题.本文设计了一种简单且高效的近似启发式算法构造网络图的连通支配集,该算法分为三个阶段:首先为顶点分配等级和生成顶点次序表,其次构造一个极大独立集,最后连接极大独立集中顶点.模拟实验表明该算法无论在运行时间和结果上都达到良好的效果.

基于学习自动机的最小连通支配集算法

为解决连通支配集的最小化问题,提出基于改进的分布式学习自动机的近似算法,在分布式学习自动机按随机选择进行深度搜索的基础上考虑回溯策略。该算法构造的是网络中的一棵支配树,只需要节点的局部信息。在网络建模图——单位圆盘图上对支配树性质进行分析和模拟实验。实验结果表明,与现有算法相比,该算法能得到更优的最小连通支配集。

分布式最小连通支配集启发式算法

针对Ad Hoc网络中用洪泛法进行广播易引起广播风暴的问题,提出一个新的分布式最小连通支配集启发式算法HMCDS,其中包括构建极大独立集、引入节点的有效度概念、选择有效度最大的节点作为支配点的贪心策略的方法,实验结果证明,HMCDS算法生成的连通支配集大小为7.6opt+1.4,时间复杂度为O(△2),消息复杂度为O(n),比同类算法优秀。

基于极大独立集的最小连通支配集的分布式算法

全网范围的广播在无线传感器网络和移动自组织网络中有着广泛的应用.为节省网络资源,减少冗余转发节点成为广播中需解决的关键问题.广播过程中最小化参与转发节点数问题与图论中求解最小连通支配集问题等价,而在任意图中求解最小连通支配集是NP完全问题.本文基于极大独立集,提出了一种求解最小连通支配集的分布式算法(MISB),并证明了算法的正确性.仿真结果表明,使用该算法能得到较小的连通支配集,从而有效减少网络广播过程中的转发节点数,大大节省了网络资源.

能量有效的最小连通支配集近似算法

针对无线自组传感器网络中有效路由提出的一种能量有效的最小连通支配集近似算法EEMCDS(Energy Effi cientminimumconnecteddominatingset) ,路由搜索主要集中在连通支配集内。本文提出一个能量有效的简洁有效的分布式算法 ,该算法根据各节点所具有的能量不同 ,优先选择高能量的节点作为连通支配集节点 ,可以有效地延长网络寿命。实例仿真表明在连通支配集节点数量较少的情况下 ,高能量的节点在支配集中所占的比例也是较高的。

能量均衡的最小连通支配集分布式算法

在无线传感器网络路由协议中,最小连通支配集构成的虚拟骨干网是缓解广播风暴的有效方法。现有算法在构造连通支配集时,通常只考虑支配集的规模,虽然获得了较小的支配集,但也造成虚拟骨干网生命周期较短等问题。为了有效解决该问题,提出了一种能量均衡的最小连通支配集分布式算法(EB-MCDS)。仿真实验结果表明,与现有算法相比,EB-MCDS算法有效的均衡了网络能量,延长了网络生命周期20%左右。

基于堆的最小连通支配集高效近似算法

提出一种解决连通网络图上连通支配集(CDS)问题的贪心近似算法。利用堆结构逐步选出支配节点,将支配节点加入由之前已确定节点组成的树中,完成网络图中支配树的构造。通过计算堆操作次数,分析算法在平均情况下的时间复杂度。在随机网络模型上的模拟实验结果表明,与已有算法相比,该算法可以得到点数更少的连通支配集。

ZigBee无线传感器网络时钟同步研究

针对ZigBee网络的特点,引入连通支配集的方法对FTSP(flooding time synchronization protocol)多跳同步算法进行改进,在主节点中构建一个最小支配节点集,以减少时钟同步的通信开销．

异构无线传感器网络中基于CDS树的拓扑控制方法

拓扑控制是无线传感器网络中节约能量、延长网络生命的关键技术。针对现有拓扑控制方法主要集中在同构网络中作为拓扑构建或拓扑维护单独研究的问题,提出了包含两个过程的异构网络分布式拓扑控制算法A3M。拓扑构建基于最小连通支配集构建虚拟骨干树,在保证连通性的同时关闭网络冗余节点以降低能耗;拓扑维护对网络性能进行评估,当现有网络性能严重下降时,改变拓扑以保障网络的稳定运行。理论分析和仿真实验证实算法能够以较小的时间和消息代价减少拓扑构建能耗并延长网络时间。

无线传感器网络中最小化能量广播算法

在无线传感器网络广播中,为保证所有节点都接收到广播的数据包并调节节点功率以最小化广播总能耗,在Cartigny等人提出的面向相对邻图的广播算法RBOP(relative neighborhood graph broadcast oriented protocol)的基础上,提出了更为节能的增强的面向相对邻图的广播算法ERBOP(enhanced relative neighborhood graph broadcast oriented protocol)。首先在相对邻图上删除较长边得到相对邻图的子图,该子图是连通稀疏图且包含了原图的最小生成树,然后在该子图上构造1-支配的连通支配集,只有支配点才参与数据包转发。仿真显示ERBOP有效节约了能量。