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基于动态分簇的集中式数据存储算法

桂林电子科技大学学报 2020年第5期40卷 400-404页

作者：魏瑜瑶陈宏滨桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

为了延长无线传感器网络的生命周期,提出了一种基于动态分簇的集中式数据存储算法。根据节点的剩余能量选取簇头,节点依据距离簇头远近和存储代价初步成簇,簇头通过衡量簇规模来动态调整簇成员节点的退出或加入,改善簇规模过大或过小的... 详细信息

为了延长无线传感器网络的生命周期,提出了一种基于动态分簇的集中式数据存储算法。根据节点的剩余能量选取簇头,节点依据距离簇头远近和存储代价初步成簇,簇头通过衡量簇规模来动态调整簇成员节点的退出或加入,改善簇规模过大或过小的情况,动态分簇成功后进入网络数据的采集和存储阶段。仿真结果表明,该算法能够节省能量,更好地均衡负载,延长网络的生命周期。

关键词：无线传感器网络集中式存储动态分簇 LEACH

基于改进Prim算法无线传感器网络的动态分簇

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微型机与应用 2012年第11期31卷 72-74页

作者：王培东王龙韩文涛哈尔滨理工大学计算机学院黑龙江哈尔滨150080

基于图论中最小生成树的思想对LEACH协议进行了改进,构建了一种降低能耗的Prim分簇算法。其算法采用将普里姆的思想用到分簇中,将能量大或近似大的传感器节点,根据其在网络中的位置,将一条最小距离的边加入树中。通过多跳结构,减少节点... 详细信息

基于图论中最小生成树的思想对LEACH协议进行了改进,构建了一种降低能耗的Prim分簇算法。其算法采用将普里姆的思想用到分簇中,将能量大或近似大的传感器节点,根据其在网络中的位置,将一条最小距离的边加入树中。通过多跳结构,减少节点在传输数据中的能量消耗,从而延长网络的寿命。对改进的算法经验证表明能有效降低能量消耗,提高网络的生存期。

关键词：无线传感器网络动态分簇 Prim算法能量有效

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基于动态分簇的抗WLAN干扰策略

计算机技术与发展 2014年第6期24卷 226-229页

作者：王勇李向辉邴尚齐丽娜南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 浙大中控信息技术有限公司设计部浙江杭州310053

针对ZigBee网络中WLAN干扰问题,给出了一种基于ZigBee孤儿节点的动态分簇解决方案。在分簇环节中,为了减少ZigBee网络中剩余ZigBee孤儿节点数量以及提高整个ZigBee网络的吞吐量,文中提出了新建簇前提条件判决和分解簇释放信道的概念,把... 详细信息

针对ZigBee网络中WLAN干扰问题,给出了一种基于ZigBee孤儿节点的动态分簇解决方案。在分簇环节中,为了减少ZigBee网络中剩余ZigBee孤儿节点数量以及提高整个ZigBee网络的吞吐量,文中提出了新建簇前提条件判决和分解簇释放信道的概念,把合并簇、新建簇和分解簇三种簇处理方法联合应用到动态分簇过程中。在解决WLAN干扰问题的同时,可以大大减少ZigBee网络孤儿节点数量并提高整个ZigBee网络的吞吐量,获得更好的ZigBee网络动态分簇效果。仿真结果表明,文中提出的动态分簇方法可以在稍微增加时间复杂度的情况下很好地解决ZigBee网络吞吐量减小的问题。

关键词： ZigBee WLAN干扰动态分簇分解簇吞吐量

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无线传感器网络能耗均衡的分簇路由算法研究

无线传感器网络能耗均衡的分簇路由算法研究

作者：张豪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是随着时代需求应运而生的一种新型无线通信网络。由于应用场景和传感器本身的特点，无线传感器网络因传感器节点能量有限而在应用中受到不同程度的限制。因此，提高其能量利用率，延长其生... 详细信息

无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是随着时代需求应运而生的一种新型无线通信网络。由于应用场景和传感器本身的特点，无线传感器网络因传感器节点能量有限而在应用中受到不同程度的限制。因此，提高其能量利用率，延长其生存周期成为在无线传感器网络研究中亟待解决的问题。　　本文在对传统网络分簇路由算法进行分析的基础上，针对簇头选举随机性带来的能耗不均和通信代价问题，提出了能耗均衡的动态分区改进路由算法(EnergyBalancedDynamicPartitionRoutingAlgorithm，EBDPR)，又针对无线传感器网络中的远距离通信和扩展性受限问题，提出了基于最短路径的簇间中继通信改进路由算法(EnergyBalancedDynamicPartitionRoutingAlgorithm-RelayDijkstra,EBDPR-RED)。　　EBDPR算法针对簇的分布不均问题，在无线传感器网络的分簇阶段引入了虚拟单元格动态划分方法，并对节点设置节点ID信息用以判别各自所归属区域，使无线传感器网络内簇的分布更为均匀。并根据簇内通信代价分析结果，针对因簇头选举的随机性而带来的簇内通信代价影响，引入节点能量、位置调节因子，避免节点过早失效，并降低簇内通信代价。通过与其他无线传感器网络算法仿真结果对比，EBDPR算法有效的延长了网络生存周期，均衡了网络内节点能耗，对异构无线传感器网络也有很好的适应性。　　为了解决边缘区域节点与基站进行通信的能耗加剧问题，并提升EBDPR算法在面对不同规模无线传感器网络时的扩展性，提出了EBDPR-RED算法，该算法根据所提出的节点ID信息，确定中继候选簇头范围，并综合考虑中继簇头能量因素，对中继路径进行修正，避免路径断裂，以簇间多跳方式实现簇头与基站间的信息传输，弥补大规模无线传感器网络中节点以单跳方式无法同基站进行通信及远距离下直接通信带来的能耗剧增问题。通过与EBDPR、DEEC、SEP算法的仿真结果对比可以看到，EBDPR-RED算法在较大规模网络下能够有效的延长网络生存周期，降低能耗，在能量异构无线传感器网络中也有良好的表现。

关键词：无线传感器网络分簇路由算法动态分簇簇间多跳通信能耗均衡

基于动态半径的事件驱动型无线传感器网络分簇融合算法

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电子测试 2009年第12期20卷 1-6页

作者：王洋北京邮电大学自动化学院北京100876

事件驱动型无线传感器网络应用于突发事件监测,针对传统网络未考虑事件分布情况及成簇大小等问题,提出一种新的基于动态半径的分簇融合算法。综合考虑事件发生的严重程度及节点性能等因素确定簇头,并采用分级发射功率,根据成簇效果及网... 详细信息

事件驱动型无线传感器网络应用于突发事件监测,针对传统网络未考虑事件分布情况及成簇大小等问题,提出一种新的基于动态半径的分簇融合算法。综合考虑事件发生的严重程度及节点性能等因素确定簇头,并采用分级发射功率,根据成簇效果及网络平均能耗优化选择簇半径,实现在触发节点范围内的动态分簇,有效节约能耗、提高数据融合效率。仿真实验结果表明,与TEEN相比,该算法可显著延长无线传感器网络生命期。

关键词：无线传感器网络事件驱动动态分簇簇半径 EDCA算法

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低轨卫星跳波束资源动态分配算法研究

低轨卫星跳波束资源动态分配算法研究

作者：周卓哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

由于高速率多媒体业务和电子产品设备数量的剧烈增长,为保证未来移动通信网通信速率的达到预期,卫星通信系统与地面移动通信系统进行有机的融合是未来的发展趋势。卫星互联网目前是国内国外的战略研究重点之一。在地面网络的基础上结合... 详细信息

由于高速率多媒体业务和电子产品设备数量的剧烈增长,为保证未来移动通信网通信速率的达到预期,卫星通信系统与地面移动通信系统进行有机的融合是未来的发展趋势。卫星互联网目前是国内国外的战略研究重点之一。在地面网络的基础上结合卫星通信特性,能够弥补地面网络在服务体验与广域覆盖方面的不足。低轨卫星由于运行轨道距离地面用户近,造成的路径损耗和传输时延较小,可以传输海量低时延的多媒体业务;同时由于卫星的体量不大,因此发射成本低,产生收益高,是目前备受学界关注的卫星系统。但低轨卫星也是典型的资源受限系统,为满足高速业务传输需求,宽带卫星系统中开始采用多波束天线技术。然而传统多波束系统与低轨卫星不断变化的通信请求无法相互匹配,难以达到随需覆盖。跳波束体制由于能够通过时间分片以少量载荷覆盖相同范围区域,同时灵活匹配分布不均匀的流量请求,因此脱颖而出。但目前已有对低轨卫星跳波束资源分配算法的研究中还未有应对不均匀业务的整体考虑,对干扰避免的手段几乎也都停留在控制距离阈值的阶段。因此本文重点研究面向覆盖区域不均匀业务的跳波束资源分配算法与基于动态部分频率复用的干扰避免手段,以更好地满足系统对动态资源分配方案指标的要求。第一,本文对面向覆盖区域不均匀业务的跳波束体制下的资源分配算法进行研究,为每个时隙设计合适的波束跳跃图案,以少量算法的复杂度为代价提升资源利用率,增强系统侧与用户侧的性能指标。先阐释覆盖区域内波束的划分原则,继而通过根据匹配覆盖区域业务对波束数量的选取以及根据流量位置分布对波位的集群方式两个子问题完成动态分簇算法的设计,达到均衡簇间通信业务的目的。最后以均匀簇内业务分布为目标为每个波位分配频率、功率和波束资源,得到适应用户流量且相对公平的资源调度结果。综合以上两者算法,应用于抽象出的数学模型内进行仿真并对结果进行分析。第二,本文设计一种基于动态部分频率复用的干扰避免方案能以少量的频带为代价提升波位边缘用户性能,有效解决波束间的同频干扰。首先对就目前存在的干扰问题进行详细分析,波束间产生同频干扰的场景,并简单阐述现已有的几种频率复用方式,根据本文提出的系统模型选择合适的频率复用方案来实现干扰避免。其次,以最大化吞吐量为目标,对选用的频率复用方案进行用户级的频率域资源调度过程设计,最大限度降低波束同频引发的影响。最后,就低轨卫星跳波束系统抽象出来的场景中进行仿真分析,得到该方案适用的场景和特性。

关键词：低轨卫星网络跳波束资源动态分配动态分簇干扰避免

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面向目标跟踪的无线传感器网络动态分簇

电光与控制 2013年第1期20卷 14-18页

作者：周红波邢昌风万福海军指挥学院信息战研究系南京211800 海军工程大学电子工程学院武汉430033

在考虑节点剩余能量和节点探测信号强度的基础上,提出了一种面向目标跟踪的无线传感器网络动态分簇方法。由于在簇首选择时考虑了节点的剩余能量,因此可以有效地避免簇首节点能量不足导致的跟踪失败。方法既能保证各个节点均衡地担任簇... 详细信息

在考虑节点剩余能量和节点探测信号强度的基础上,提出了一种面向目标跟踪的无线传感器网络动态分簇方法。由于在簇首选择时考虑了节点的剩余能量,因此可以有效地避免簇首节点能量不足导致的跟踪失败。方法既能保证各个节点均衡地担任簇首节点,又能避免簇首切换过于频繁,因此可以延长网络的使用寿命。计算机仿真结果表明,在满足簇首节点能量需求和簇内节点大部分能观测到目标的情况下,应该取尽量小的能量阈值和尽量大的距离阈值。

关键词：无线传感器网络目标跟踪动态分簇

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分布式环境下多任务调度问题的分析与求解

系统工程理论与实践 2007年第5期27卷 119-125页

作者：何琨赵勇陈阳华中科技大学控制科学与工程系系统工程研究所武汉430074

将约束条件归纳为任务约束、链路约束和资源约束,在允许任务复制的情况下,建立了问题的约束与目标的完整数学模型;提出了一种基于任务复制的模拟人类社会中关系演化过程的簇调度算法IREA,包括前沿调度、动态分簇和分离图三个子算法.IRE... 详细信息

将约束条件归纳为任务约束、链路约束和资源约束,在允许任务复制的情况下,建立了问题的约束与目标的完整数学模型;提出了一种基于任务复制的模拟人类社会中关系演化过程的簇调度算法IREA,包括前沿调度、动态分簇和分离图三个子算法.IREA采用全新的优先级规则,定义了关系数、依赖度、归并度等表示簇的优先级.通过对两个经典算例的计算,发现IREA能求出比算例所在文献算法所得解更优的解;对MJD算例,还得到了一个不同于原文献所给理论最优格局的一个新的最优格局.

关键词：调度算法任务复制有向无回路图动态分簇分离图

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层次分簇的无线传感网络多级优化测量

机械工程学报 2009年第4期45卷 1-7页

作者：王雪丁梁王晟毕道伟清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

层次化的无线传感网络由骨干传感节点和普通传感节点组成。由于节点能量受限,无线传感网络跟踪测量目标时需同时考虑目标跟踪精度和跟踪方法的能效性。提出一种层次分簇的多级优化无线测量方法。将骨干节点作为簇首,采用粒子滤波算法预... 详细信息

层次化的无线传感网络由骨干传感节点和普通传感节点组成。由于节点能量受限,无线传感网络跟踪测量目标时需同时考虑目标跟踪精度和跟踪方法的能效性。提出一种层次分簇的多级优化无线测量方法。将骨干节点作为簇首,采用粒子滤波算法预测运动目标位置,运用DELAUNAY三角剖分优化选择目标附近的节点作为测量节点,并根据测量节点地理位置判断是否转移簇首。在测量节点同步的感知目标后,簇首利用熵来逐次选择能效性最高的测量节点数据进行融合,实现目标定位测量。试验表明,该方法能满足目标跟踪精度,并可有效的减少网络能耗,提高无线传感网络测量使用寿命。

关键词：无线传感网络层次化动态分簇多级优化