基于S-MAC的能量均衡协议

针对无线传感器网络S-MAC(sensor MAC)协议中虚拟簇边界节点的能耗和其他非边界节点的能耗不均衡的问题,提出了改进后的能量均衡EES-MAC(energy-efficient sensor MAC)协议。它利用新加入的两个协调变量统一所有节点工作周期,使得边界节点只工作在一个同步周期,从而消除了边界节点对网络的影响。通过理论分析和仿真结果表明新的协议有效的消除了虚拟簇边界节点的影响,达到了均衡网络的目的,提高了网络的生存周期。

基于状态转移图的虚拟集群节点可用性分析

针对虚拟集群节点的可用性评价,提出了一种基于状态转移图的虚拟集群节点可用性模型。首先,通过分析虚拟集群节点的部署方式和运行过程,确立了虚拟集群节点的5种生命周期状态,并阐明了5种生命周期状态之间的转移关系;然后,对于无备用节点和有备用节点两种情况下的虚拟集群节点,分别给出了相应的状态转移图,并建立了一系列的可用性模型。根据实际虚拟集群系统的运行日志,设定所提出的虚拟集群节点可用性模型的参数值,然后进行了多次数值模拟实验。实验结果表明,所提出的虚拟集群节点可用性模型的分析结果与实际可用性水平一致,能够正确地反映虚拟集群节点的可用性规律。

DSNs中基于虚拟力的节点部署与目标定位方案

基于分簇的分布式传感器网络的有效性在很大程度上取决于传感器部署所实现的覆盖范围。针对现有的节点部署与目标定位方案的不足,提出一种虚拟力量算法作为传感器部署策略,以便在传感器初始随机部署后提升覆盖范围。给定一定数量的传感器后,该策略通过综合利用引力和斥力来确定传感器在随机部署之后的虚拟移动路径和移动速度,从而使传感器区域覆盖最大化。同时,提出一种由簇头运行的概率目标定位算法。簇头只需查询少量传感器(汇报目标存在的部分传感器)即可获得详细定位信息。仿真实验结果表明,方案只需一次性计算即可同步确定所有传感器节点的位置,概率定位算法也可显著节约目标检测和定位的能耗。

WSN虚拟MIMO的非均匀多簇策略研究

在WSN提出一种非均匀多簇协作虚拟MIMO策略.以节点剩余能量、协作节点间距和节点至目的节点间距为参考依据,结合梯度搜索算法选取协作节点,以构建非均匀多簇.簇内节点通过空间分集方式协作通信,簇间通过空间复用方式并行传输,力求分集增益最大化.分析和仿真研究表明:该非均匀多簇协作策略在系统能耗和信道容量方面均有理想性能.

网络节点布置问题的算法设计

节点布置问题随着数据量的增多变得越来越重要,它决定着整个网络模型的覆盖情况,并且对于整个网络的能耗、效率等一些因素也有影响,因此研究节点布置问题对于提升网络性能至关重要。而节点布置问题又分为两个子问题,区域覆盖问题和中心点选择问题,对于区域覆盖问题,利用虚拟力场的方法,使每个节点自身根据受力情况进行相应的移动,扩大区域的覆盖范围;对于中心点选择问题,提出了两种基于不同策略的k-中心算法来对节点进行聚类处理,降低节点之间的通讯开销。最后,通过大量的仿真实验来验证提出的算法能够很好地解决节点布置问题,提升整个网络的性能。

一种面向目标跟踪的无线传感器网络分簇算法

用于目标跟踪的无线传感器网络(WSNs)一般采用分簇的系统架构,针对高密度的WSNs,设计了基于节点度数的分簇算法(CAND),该算法引入由具有相似度数的节点组成的虚拟节点的概念。组成虚拟节点的多个节点按分配的TDMA时隙轮流充当簇首。仿真实验表明:该算法在满足目标跟踪的前提下,能有效地减少簇的更新,延长整个网络的寿命。

一种基于位置信息的分簇算法

用户分簇是移动自组网通信需要解决的基本问题。从分簇结构与频率规划的角度出发,提出一种基于位置信息的分簇算法。该算法采用估计节点运动速度、引入虚拟网络中心节点、预警簇头失效、均衡簇间负载等方法,达到既形成稳定合理的分簇结构又易于频率规划的目的。仿真结果表明,基于位置信息的分簇算法极大地改善了吞吐量、丢包率及延时等网络性能,可用于多节点、中高速移动环境。

基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估模型

基础设施网络对国家经济、人民生活和社会安全具有重要意义,为了能够准确迅速地评估基础设施网络面对物理攻击或自然灾害时的抗毁性,提出了基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估模型。该模型将网络的边均分成虚拟节点,提出加权聚类算法寻找关键区域,使用归一化方法平衡网络规模和网络地理覆盖范围对评估结果的影响,算法复杂度低,运算量小,模型应用范围广,便于多个网络之间或同一网络不同规划方案的抗毁性比较。以智利电力输送网络为例,设计多组实验对评估模型进行检验,并给出可视化结果和分析。

基于聚类的安全分级虚拟网络映射方法

基于5G网络环境,提出了一种基于K-means聚类的安全分级虚拟网络映射方法,特别涉及一种对节点安全分级的思想,结合K-menas聚类算法,解决当下虚拟网络映射存在的低安全性、低映射效率等关键问题,与传统方法相比,所提方法提高了虚拟节点映射的效率,增强了网络韧性。

基于一致性哈希的Web动态负载均衡算法研究

随着Internet的迅猛发展,Web服务器集群中的负载均衡算法备受关注。为优化Web集群负载均衡能力,提出了基于一致性哈希的负载均衡算法(DCH)。首先定义了集群中服务器各项性能指标的量化值,根据量化值计算初始虚拟节点集合,优化了由服务器性能差异导致的负载分配不均;然后细化周期内负载定义,根据量化的服务器性能值与负载值动态计算虚拟节点集合,使集群负载更均衡。实验比较分析表明,该算法能有效降低集群系统的平均响应时间,提高系统吞吐量,从整体上提升集群系统性能。

基于无线传感器网络时间同步MAC协议研究

针对S-MAC协议中不同虚拟簇边界节点的帧的监听时隙不同,提出了在每个节点中保存一个调度表列表,设计创建生成树同步算法。根据优先级标准,在虚拟簇边界节点上进行调度取舍,实现调度的全网同步,完成虚拟簇的合并,消除边界节点,从而解决边界节点能耗过快的问题。仿真结果表明,相比于原有协议,改进后的协议减少网络能耗,降低了数据传输时延。

网络存储器的设计

针对计算机系统中磁盘的I/O性能问题,对比各种解决这一问题的方法,提出了网络存储器设计的方法,网络存储器是通过提高处理器与存储器之间的数据交换的速度来提高计算机系统性能的。通过对网络存储器的工作时间的分析证实了网络存储器设计的可行性,并提出三种网络存储器的设计方法。

基于节点分级的NNSs跨层MAC协议设计

针对组网导航系统(networked navigation systems,NNSs)中节点高速移动、能量受限及通信时滞的问题,融合了基于移动汇聚节点的交叉路由树构建及链式分簇相结合的路由协议(cross routing tree construction based on mobile sink and chain clustering,CRTCC),设计了一种基于节点分级的跨层媒介访问控制协议(medium access control protocol based on graded nodes,GN-MAC)。GN-MAC采取了基于竞争的媒介访问方式,结合CRTCC协议特点定义GN-MAC包格式并完成具有多级别节点的自适应虚拟分簇,同时设计了改进型节点移动性检测算法,作出了最优簇间切换决策,提出了基于优先级的竞争机制以及多信道通信机制。最后通过算例仿真,验证了GN-MAC在节点高速移动和多移动节点情况下,时滞和能耗得到了有效的控制。