一种基于SBL和APIT的混合定位算法

由于子区域分割粒度的限制,基于阶次序列的定位算法(Sequence-based localization,SBL)存在边缘区域节点定位误差较大和不能保证平均定位误差性能的问题。针对这些问题,提出了一种基于SBL和APIT的混合定位算法,利用APIT信标三角形切割SBL算法子区域,减小子区域面积,实现了分割粒度的细化。通过预先进行系统训练,优化了混合算法的加权系数,进一步提升了算法的定位精度。仿真结果表明,相比于原算法,所提出的混合算法有效地提升了边界区域节点的定位精度,其平均定位误差降低了17.9%,使基于阶次序列的定位算法的定位精度得到了有效改善。

基于改进虚拟势场的煤矿井下WMSN覆盖增强算法

针对煤矿井下无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Network,WMSN)覆盖问题,提出了一种基于改进虚拟势场的覆盖增强算法。在分析方向可调感知模型、煤矿巷道带状结构特点及照度特点的基础上,提出了煤矿井下WMSN"有效覆盖"问题。针对有效覆盖问题,引入虚拟目标引力提升重点区域有效覆盖效果。针对传统虚拟势场算法可能出现因局部极小导致覆盖增强效果下降的问题,在分析方向可调感知模型感知区域相交特性的基础上,改进了斥力函数,引入了相邻节点的共同覆盖率引导节点调整感知方向,从而实现区域的有效覆盖。仿真实验表明:对比已有的区域覆盖增强算法,采用所提出的基于改进虚拟势场的覆盖增强算法可有效消除感知重叠区和盲区,实现了井下巷道的高效区域覆盖。

煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的QoS-MAC协议

归纳了煤矿井下传感数据业务、语音业务和视频业务的发送频次、带宽、时延和方向等特点以及对网络服务质量保障的要求,提出了一种煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的Qo SMAC协议。通过为传感数据业务、语音业务和视频业务设计不同的竞争窗口,实现了3种业务的区分服务,可保障3种业务不同的服务质量需求。建立了3种业务退避级数和退避时间计数器的Markov链模型,分析了区分服务的Qo S-MAC协议的饱和吞吐量和MAC层接入时延方面的性能。仿真实验结果表明,在低负载状态下和高负载状态下,所提出的煤矿井下区分服务的Qo S-MAC协议可以通过减小视频业务的吞吐量来增加传感数据业务和语音业务的吞吐量,通过增大视频业务的时延来减小传感数据业务和语音业务的时延。

基于改进粒子群优化的井下WMSN覆盖增强算法

针对煤矿井下无线多媒体传感器网络(WMSN)覆盖问题,提出了一种基于改进粒子群优化的覆盖增强算法.结合煤矿巷道场景特点,构建了井下无线多媒体传感器网络多用感知模型.为提高网络覆盖率,采用带压缩因子的粒子群优化算法确定传感器节点的感知方向,同时引入模拟退火操作,克服了粒子群优化后期陷入局部最优造成网络覆盖率收敛于次优值的缺点,显著提高了网络的覆盖增强效果.算法通过寻优速度控制及概率突跳机制,在保证搜索精度的同时提高全局搜索能力,提升网络覆盖率的优化效果.仿真结果表明:基于改进粒子群优化的覆盖增强算法可有效消除感知重叠区和盲区,实现高效的覆盖增强,相比于其他典型井下WMSN覆盖增强算法具有更好的覆盖增强效果.