复杂建筑群物联网非均匀分布节点随机负载均衡性优化模型

为了提高复杂建筑群物联网的负载均衡性,维护复杂建筑群物联网稳定运行,提出了复杂建筑群物联网非均匀分布节点随机负载均衡性优化模型。在复杂建筑群中布设传感器设备以及接入无线网络,构建复杂建筑群物联网;确定物联网环境中各个节点的分布位置,收集并整合非均匀分布节点随机负载数据;采用IALBR路由协议,计算非均匀分布节点优先级;通过生成调度链路以及计算调度量,完成模型的节点负载均衡调度任务,优化物联网的负载均衡性。实验结果表明:与传统模型相比,设计模型下节点的负载偏衡指数的平均值为0.002,应用设计模型能够有效降低物联网的拥塞概率、提高网络吞吐量。

基于粒子群算法的直流换流站分布节点无功补偿自动配置方法

直流换流站发生故障后,需要及时实施无功补偿,为缓解现有补偿方式难以取得明显的补偿效果,设计一种基于粒子群算法的直流换流站分布节点无功补偿自动配置方法。构建直流换流站分布节点潮流计算模型,通过求解该模型获取直流换流站分布节点的直流系统变量。给定有功调度,将直流换流站最小网损作为分布节点无功补偿配置的目标,将分布节点电压质量、换流器无功出力以及直流换流器电流作为罚函数,构建分布节点无功补偿配置模型的目标函数,对目标函数实施节点功率方程约束。改进粒子群算法,设计伪并行粒子群算法,求解构建的目标函数,实现分布节点无功补偿自动配置。测试设计方法的应用效果,测试结果表明在各种场景下该方法均能实现较小的直流换流站网损,最低仅为2842.06kW,无功补偿效果比较突出,表明该方法具有良好的应用效果。

物联网非均匀分布节点随机多址接入协议设计

针对传统多址接入协议存在能量消耗过大、接入时延较长等问题,提出物联网非均匀分布节点随机多址接入协议设计。根据不同半径宽度将物联网区域划分为多个同心圆,在物联网节点非均匀分布特点基础上,获取各圆环区域中不同密度的节点分布;采用分簇结构完成圆环区域内所有节点的簇分类,通过使各圆环中节点能耗均值为最小值,优化物联网能量利用率;依据节点初始能量与物联网面积以及活跃状态节点个数,推算出各节点生存时长,划分物联网不同宽度圆环区域,对非均匀节点分布策略进行创建;引入二叉树冲突分解隔离算法,对发生冲突节点实施分解,使其被重新发送;应用射频芯片、微控制器以及扩展存储器等,完成随机多址接入协议的整体架构设计。仿真结果表明:所提协议不仅接入时延较短,而且提高了网络吞吐量,性能较为理想。

多阻挡因素下无线网络非均匀分布节点部署

由于无线网络分布节点部署中的阻挡因素较多,因此从多种阻挡因素出发,提出一种无线网络非均匀分布节点部署方法。以概率感知模型为基础,进一步改善环境与节点感知能力的关系,构建统计节点感知模型,并估计需要部署的总节点数。综合多种阻挡因素对任意点在监测区域的联合探测概率,初步确定覆盖空洞的区域,进而确定覆盖空洞位置。构建赋权二部图调度移动节点,使得移动节点向覆盖空洞处移动,以实现非均匀分布节点的部署。实验结果证明,该方法的动态节点与静态节点的节点覆盖程度均较高,能够实现良好的无线网络性能;能量消耗低于原有方法,交换信息包数大于原有方法,具备良好的节点定位性能,实用性较强。

基于随机分布式声阵的装甲目标协同定位方法研究

对目标的精确定位是地面值守武器系统的重要任务。针对单个声传感阵列对目标准确定位难、作用距离有限的问题,提出一种基于随机分布式声阵的装甲目标协同定位方法。该方法是一种无源的被动探测方法,通过无线组网技术将随机散布的声传感节点组成探测网络,测量目标的方位角和信号的到达时间差(TDOA),使用扩展卡尔曼滤波算法实现声目标定位,分析单节点定位误差、自组网误差和节点规模对定位精度的影响。仿真结果表明,方位角误差和TDOA误差对协同定位精度影响较大。在同等条件下,协同定位误差比单节点定位误差平均减少了10 m,协同定位精度明显提升,验证了算法的有效性。

无线传感器网络中的分布式节点定位方法

提出一种基于流形学习的分布式Hessian局部线性嵌入(DHLLE)定位方法,给出了基于流形学习算法的定位框架.DHLLE方法采用同情最邻近算法来选择节点邻居列表,并应用Hessian局部线性嵌入(HLLE)算法获取传感器网络节点的局部映射,再通过对局部映射合并获得所有节点的全局映射,最后通过对参考节点进行坐标匹配以取得所有节点的全局坐标.仿真结果表明,DHLLE方法能够快速、准确地对节点进行定位,且复杂度低,节点能耗小,其性能超过了分布式加权多维定标等算法.

基于差分蜂群算法的无线传感器网络节点分布优化

针对无线传感器网络节点分布优化问题,在保证节点间相互连通的情况下建立节点分布优化模型,提出了一种有效的差分蜂群优化算法,从而实现了同构无线传感器网络节点对目标区域的高效覆盖。改进算法将差分进化操作引入蜂群算法中雇佣蜂的搜索方式,以提高雇佣蜂搜索的多样性和避免计算量的浪费。差分蜂群算法在无线传感器网络节点分布优化问题上进行了测试,并与差分进化、人工蜂群两种算法进行了仿真对比。从3种算法的网络覆盖率迭代曲线可以看出,差分蜂群算法整体的探索能力及收敛速度较之其他2种算法都有所提升。除此之外,3种算法对无线传感器网络覆盖优化问题进行了100次试验,覆盖率统计结果进一步验证了所提算法的有效性。

多级P2P架构VOD系统中分布式节点的设计与实现

大规模对等网络点播服务中主要的挑战之一为服务性能及可靠性保障.提出一种基于多级P2P架构的VOD(视频点播)系统,克服了传统的集中式P2P结构和纯P2P结构的缺点,综合了二者的优点.文中给出系统中主要的分布式节点的设计与实现方法,在后续的实验床上的验证结果表明,各主要分布式节点实现了预期的功能,多级P2P架构具有一定的先进性,较大地增强了系统的服务性能及稳定性和可靠性,有效地拓展了系统的带宽.

负载相似节点分布解决传感器网络能量洞问题

基于多跳路由的传感器网络,靠近sink的节点由于要转发更多的数据,其能量消耗较快.能量消耗的不平衡导致了sink周围产生能量洞(energy hole),造成能量浪费,远离sink的节点还有大量的能量,但产生的数据不能传送到sink.研究了传感器网络的能量洞问题.在网络的连续空间状态下分析节点的负载分布特性,并研究空闲侦听(idle listening)对能量消耗的影响.基于分析结果,提出负载相似节点分布(load-similar node distribution)策略,即根据负载分布特性配置节点,负载重的区域配置较多的节点,以平衡各区域节点的能量消耗,解决能量洞问题.仿真结果显示,在不考虑空闲侦听能量消耗的情况下,与已有的一种非均匀节点分布和均匀节点分布相比,负载相似节点分布策略对网络寿命有显著改善;当考虑空闲侦听时,由于空闲侦听的能量消耗在总能量消耗中占较大比重,影响了网络寿命,但与其他两种节点分布策略相比,负载相似节点分布对网络寿命仍然有所改善.该分析模型和提出的负载相似节点分布策略可适用于其他多跳传感器网络.

自组网中节点分布对网络连通度的影响分析

本文通过对不同网络规模的自组网中节点分布密度与网络连通性关系的研究分析,为在自组网的网络规划中选择与网络规模相适合的满足网络连通性要求的网络覆盖范围,从而提高网络容量,提供一种有效的设计方法。

基于新量子遗传算法的无线传感器网络感知节点的分布优化

无线传感器网络中,感知节点的合理分布对于提高网络的感知能力和收集信息能力都具有重要作用。对于随机分布方式产生的感知网络,可以利用节点的移动性对特定感知节点的位置进行调整从而改善网络整体的感知覆盖范围。为此,针对无线传感器网络感知节点的分布优化问题进行了研究,给出了无线传感器网络覆盖控制模型,并提出了一种基于新量子遗传算法的分布优化机制。仿真结果表明新量子遗传算法在优化性能上优于传统遗传算法,能够有效提高网络整体的感知能力。

无线传感器网络中节点非均匀分布的能量空洞问题

节点非均匀分布策略能缓解无线传感器网络中的能量空洞问题.文中从理论上探讨这种策略,证明在节点非均匀分布的圆形网络中,如果节点持续向Sink节点发送数据,能量空洞现象将无法避免,而当节点数目满足一定关系时,网络中能够实现次优能耗均衡.文中提出一种节点非均匀分布策略及相应的路由算法用于实现这种次优能耗均衡.模拟结果显示网络生存周期终止时,处于网络内部的节点几乎达到了能耗均衡.

分布式节点群的参量差分时钟同步算法

结合分布式系统多平台性、通用性、阶段同步性等新特征,提出一种新的分布式节点群参量差分逻辑时钟模型(LCPD)及其同步算法。该模型不修改本地时间,将不确定的网络延迟考虑到差分频率中,通过差分时钟计数值的递归演算和差分频率的收敛校准,获取各节点稳定的计数值,以此作为衡量全网时钟同步的标志。算法采用参考广播、锁相环和协同同步原理,步骤分为零点对时和差分校准。仿真实验表明:该算法一旦同步就不再失步,具有较好的收敛性和稳定性,可满足大规模、异构分布式仿真系统的同步需求。

一种混沌萤火虫算法的WSN节点分布优化研究

针对无线传感器网络节点分布优化问题,提出了一种有效的混沌萤火虫优化算法。在保证节点相互连通的前提下,建立了无线传感器网络对目标区域覆盖的数学模型,并将节点分布优化问题转换为求解函数最大值问题;利用萤火虫算法优越的寻优能力来实现最优的网络节点分布,并引入立方映射混沌算子来提高算法的局部搜索能力和保持种群的多样性。通过标准函数测试与无线网络覆盖优化仿真对所提算法进行了验证,结果表明:与其他算法相比,所提算法能够较好地跳出局部最优的束缚,具有优化效果佳、稳定性好、鲁棒性强的优点,能够满足无线传感器网络节点分布优化的要求。

社会性网络服务社区中人际节点空间分布特征及地缘因素分析

以开心网15个大学群为案例,应用信息熵和度分布两种方法,研究了社会性网络服务社区中人际节点空间分布特征及其地缘因素的影响。人际节点是以"好友"关系建立的链接来表达的,研究数据包括通过"成员"体现的好友和通过"话题"体现的好友2个层次,以便可以将虚拟的可能关系变为虚拟现实的确定关系。研究结果如下:①各大学群中好友空间分布信息熵值均较低,即空间分布不均匀,具有显著的集中性,这种非均匀性与城市经济规模有关。②多数大学群中好友空间分布符合度分布模型,随距离的增加而衰减,并具有明显的本地集中特征。③大学群中好友空间分布的本地集中性体现出地缘因素的作用,信息时代地缘因素依然影响着人际节点空间关系的存在形式。

无线传感器网络节点非均匀分布方法研究

无线传感器网络节点负载的不均衡性,极易导致靠近数据汇聚中心的节点因过多的参与数据转发而提前死亡,从而在数据汇聚中心附近引起能量空洞,降低网络的生存时间.针对该问题,本文在综合考虑节点信息感知和信息传递的能耗基础上对圆形区域和带状区域的节点能耗进行了分析,并从理论上分别给出适用于这两种场景的节点非均匀分布方法.仿真结果表明,按该方法布设的网络在其生存周期结束时,内部各节点剩余能量基本相同.

NS-2随机路点模型在松散网络中节点分布研究

路由协议是Ad hoc网络关键技术之一,也是影响网络性能的重要因素。研究松散网络中,随机路点模型下不同路由协议的节点分布。通过对几种路由协议的仿真,从分组投递率的仿真结果分析节点在松散网络中的分布。根据仿真结果,当节点运动速率低,节点分布不均匀,分组投递率的结果浮动很大。当节点运动速率提高,节点分布趋向均匀,分组投递率结果较稳定。

改进蜂群算法的WSN节点分布优化研究

为合理部署无线传感器网络节点,减少目标区域的覆盖盲区,提出了基于择优型全局人工蜂群算法的优化方案。改进算法引入择优机制对各蜜源进行区分,借鉴差分进化变异策略对优等蜜源进行邻域搜索,采用全局引导机制对劣等蜜源进行寻优,提高迭代效率、收敛速度以及全局搜索能力。将此算法应用于WSN(Wireless Sensor Network)节点分布优化问题,并与人工蜂群算法、全局人工蜂群算法的优化结果进行比较。仿真结果表明,与这两种算法相比,平均覆盖率提高1%以上,最差覆盖率提高2%以上。该算法的节点优化方案对目标区域的覆盖性能明显优于其他两种算法,有效提高了WSN的感知性能。

基于区块链的分布式节点访问风险预警系统设计

针对传统风险防控预警系统访问时间长,预警准确率低的问题,基于区块链设计了一种新的分布式节点访问风险防控预警系统。通过两条线路负责控制节点工作,每条线路执行不同任务:第一条线路负责传输应用数据和系统数据;第二条线路负责传输入侵检测信息包。系统硬件由风险检测模块、任务分析模块、资源控制模块、中心协调模块和用户模块组成,以中心协调模块与控制模块作为枢纽确保系统连续运行。软件由发布任务、检测回复列表是否为空、检测是否存在风险、风险预估四步组成。为验证系统的有效性,设计对比实验,结果表明,给出的系统能够在短时间内更精准地访问风险,应用该系统可以更好地在金融领域实现风险防控预警。

具有多出入口区域的节点移动和分布研究

在Ad Hoc网络的仿真研究中,节点移动模型的选择会严重影响到网络的拓扑结构和通信协议的性能.然而,现有移动模型大多是为理想环境设计的,不能适用于真实环境.在理想移动模型RWP(Random Waypoint)的基础上,提出了具有多出入口区域的RWP节点移动模型(RWP with entrances,RWPWE).在该模型中,区域出入口是节点进出区域的必经之地,节点在区域内的移动符合RWP节点移动模型,通过引入域内停留概率来完成节点在区域内外移动的转移,并从节点移动速度、移动时间、移动路程和空间分布概率等几个方面研究了区域出入口的影响.理论分析和实验仿真的结果表明,由于出入口的存在,与RWP模型相比节点的移动更加复杂,节点的空间分布也显著不同,这些差别将会影响到网络的拓扑性能和对网络协议的评价.