多跳无线传感器网络的高效中继节点快速选择算法

针对多跳无线传感器网络数据收集协议中继转发节点选择算法效率不高的问题,提出了一种能量有效的中继节点快速选择(EERNFS)算法。EERNFS算法利用分时共享信道的方法维护网络同步和更新节点的邻居信息,使节点在每个网络侦听/睡眠周期依赖一定的概率同步激活唤醒,确保了网络节点瞬时连通度的稳定和一致;基于网络节点的地理优先级、节点价值和链路质量的分布式估计,EERNFS算法采用竞争的方法选择中继转发节点,使用乘性增加时间窗口的方法,分解候选中继节点间的竞争。理论分析和模拟实验结果表明,EERNFS算法在能效、数据传递的平均时延、分组到达率等网络性能指标上显著优于FFS和GeRaF算法,极大地延长了网络的寿命。

一种多跳无线传感器网络中基于SMAC协议的性能分析模型

本文针对基于SMAC协议的多跳无线传感器网络,将节点建模为一个带关闭机制的有限队列单服务台系统,并考虑节点睡眠机制和竞争退避机制建立了二维Markov节点状态模型.基于该模型可准确推导出网络平均丢包率、网络吞吐量、数据包平均延时以及网络平均功率消耗等网络性能的表达式.通过与仿真实验给出的网络性能结果进行对比,发现模型给出的网络性能表达式有效逼近了仿真结果曲线,从而验证了模型的准确性.同时,运用该模型能准确分析多跳无线传感器网络在能量效率和QoS性能的折中关系,并为占空比、缓存队列容量等网络协议参数的优化提供理论指导.

无线多跳传感器网络中能量消耗均衡分簇策略

针对在无线多跳传感器网络中节点间能量消耗不均衡、中继节点容易过早失效的问题,基于几何规划提出一种自适应的分簇算法.该算法通过节点的能量水平和位置来调节其竞争簇头的概率,同时通过簇头的能量水平和离汇聚点的距离调节簇头"管辖"范围.仿真表明:本算法很好地均衡了网络能量开销,使得网络的生命周期延长了25%,稳定周期延长了50%.

无线多跳传感器网络中一种自适应分簇策略

以无线多跳传感器网络中的能量消耗模型为基础,提出一种能量均衡分簇策略.该策略利用几何规划原理,通过节点的能量水平和距离向量来调节其成为簇头的概率,并进一步调节簇的大小.仿真结果表明,与HEED(hybrid,energy-efficient,distributed clustering approach)协议相比,该策略使网络的生命周期和稳定周期分别提高了21%和40%以上.

基于压缩感知的无线传感网稀疏数据传输协议设计

为了减少多跳无线传感器网络发生稀疏事件时数据传输的开销和延迟,提出一种新的基于压缩传感(CS)的数据传输与重构协议。提出的协议不是避免碰撞,而是利用干扰构建了一种泛洪过程的路由选择,通过测量数据的有效叠加,实现在任何节点都可以同时接收到数据,且每个节点都能向Sink恢复并且转发新数据。仿真结果表明,与传统方法相比,提出的协议延迟减少了25%,且以更低的开销实现了近乎于零的重建误差。

面向多跳无线传感网的IEEE 1588 PTP时间同步优化

有关时间同步的文献,以及作者之前的研究工作,均表明基于卡尔曼滤波的IEEE 1588PTP在单跳时间同步中有很高的同步精度和稳定性。在OMNet++仿真平台上,验证了基于卡尔曼滤波的IEEE 1588PTP在多跳无线传感器网络中的性能,仿真结果表明:在多跳无线传感器网络中,相比于无卡尔曼滤波伺服的IEEE 1588PTP,基于卡尔曼滤波的IEEE 1588PTP有更高的同步精度和稳定性,更少的误差传递性,此外,对不同时钟的性能分析也表明:基于卡尔曼滤波的IEEE 1588PTP在真实的无线传感器网络中有更好的适应性能。