一种基于无线传感器网络的安全优先门限敏感分簇路由协议

为构建基于无线传感器网络的铁路防灾安全监控系统,在门限敏感的节能型网络协议(TEEN)基础上,提出1种安全优先门限敏感分簇路由协议(SPTC).确定SPTC的网络架构,基于能量计算公式设计簇头分布算法及簇头和副簇头选举算法,以及路由建立步骤和数据采集流程.在协议中定义副簇头,保证数据路由的可靠性及数据自身传输的安全,提高协议的安全性;在汇聚节点(SN)附近区域布置更小规模的簇,在兼顾剩余能量与节点距离的准则下选择最佳的簇头节点,以提高协议的节能性.采用OMNeT++网络仿真工具对SPTC进行了建模仿真.仿真结果表明:当网络工作了10 000 s时,低能量节点数量比低功耗自适应聚类层次协议(LEACH)减少了60％;当灾害数据采集概率为0.5％时,基于SPTC协议的网络检测周期是基于LEACH的1.7倍.     

无线传感器网络中一种基于簇头预测和功率控制的节能路由算法

在无线传感器网络中,节点能量有限且一般没有能量补充,因此如何减少节点的能量消耗成为路由协议的研究目标。文中提出一种基于簇头预测和功率控制的节能路由算法CHFPC(Cluster Head Forecasting andPower Controlling),该算法利用能量和距离参数对簇头进行预测,并将功率控制这一机制引入分簇路由和数据传输的过程中,从而使节点的平均能耗降低。最后用OMNeT++仿真的结果表明所提出的方案在网络生存时间和网络总剩余能量指标上比LEACH算法分别提高23%和15%,而且节点生命周期也明显长于LEACH算法。     

铁路监测WSN网络的非均匀优化分簇算法

针对铁路沿线无线传感器网络(WSN)线性部署导致的"能量空洞"问题,提出一种节点非均匀优化分簇算法。在所需监测的铁路沿线等距部署WSN节点,以均衡簇头(CH)节点单位时间能耗为优化目标,对铁路直线轨道、弧线轨道监测区域内的簇成员节点进行非均匀分簇;建立CH节点能耗、CH节点数目和簇成员节点数目之间的函数关系,结合CH节点能耗波动、CH负载均衡度和CH能耗平衡度这3个性能指标,构建优化的WSN分簇部署模型;基于该模型,对比分析了本文算法、簇头固定的非均匀分簇算法、均匀分簇和组数据传输算法的性能。仿真数据表明:提出的节点优化部署模型和算法在降低及均衡CH节点能耗,延长CH节点寿命和提高网络通信效率方面性能较优。     

基于能量高效的无线传感器网络分簇路由的研究

对于低功耗自组织的无线传感器网络及能量高效的路由技术的研完是保障无线传感网络服务质量的关键技术之一.提出无线传感器网络路由算法的设计目标,提出一种可有效提高能量利用率,延长网络生命期的分簇路由算法,对簇的结构、簇首选择、簇的建立及数据传输等进行分析和论述,并通过LEACH和HEED算法进行仿真分析进一步证明其能有效提高网络生命期.     

基于同心圆分簇的无线传感器网络路由协议的研究

针对无线传感器网络中LEACH协议的簇头分布不均匀以及不适合远距离传输数据的缺点,提出一种基于同心圆的分簇路由协议(CBCR).CBCR不仅改进选簇方法,而且引入管理节点负责簇头的选举.给出该协议的实现过程,通过与LEACH的比较,证明该协议能有效延长网络存活时间.     

一种适用于GSM-R应急网络的分簇算法

GSM-R作为铁路通信调度数据的承载网络,其网络的稳定和畅通对于保证铁路运输安全、高效运行至关重要。由于铁路沿线的桥梁、隧道、边坡、路堑等各种复杂传输环境,使得GSM-R网络中的基站等网元易遭受自然灾害的影响。针对GSM-R基站设施毁坏或终端处于信号覆盖盲区的情形,在GSM-R系统中引入多跳组网方式,并提出一种适用于GSM-R应急多跳网络的分簇算法。性能分析和仿真结果表明:在终端数目较多以及终端移动性较高的情形下,文中的分簇算法具有优良的簇维护开销和网络稳定度性能,适用于铁路应急通信需求。     

认知的铁路应急自组织网络研究

随着高速铁路对通信系统安全性要求不断提高,及业务需求不断多样化,GSM-R网络将面临更多的技术挑战。本文针对某些基站网元由于突发事件而不能为终端提供无线服务的问题,提出组建基于认知无线电技术的铁路自组织网络,以达到应急通信的目的。在对铁路应急通信场景进行描述的基础上,提出认知的铁路应急自组织网络模型,分析了认知的铁路应急自组织网络面临的技术挑战,包括双模终端的设计、分簇算法、频谱侦听和铁路运营模式等,重点阐述了簇头选择和分簇频谱侦听技术的设计方法。     

基于和声算法的微博传播预测研究

微博信息传播预测研究已成为广大学者研究的重点，而微博转发是其中一个关键机制。本文结合传统的传染病模型，融入外来用户影响因子，得到改进的微博预测SIRE模型。通过对比SISe模型， SIRE模型能够更好地拟合和预测微博转发规律。从算法性能上通过对比和声算法、粒子群算法、遗传算法，结果表明，采用和声算法进行微博转发预测模型参数寻优，其性能最佳，并能很好地表征微博传播趋势。     

基于负载均衡的MVB周期数据调度优化

针对采用单调速率(RM)调度算法构建的周期扫描表易导致多功能车辆总线(MVB)网络出现负载不均衡的问题,基于MVB网络建立以网络负载不均衡度最小为目标的优化模型;为增加算法的收敛速度,简化算法求解过程,采用基于以平均负载率为中心的预测域的免疫遗传算法对优化模型进行全局最优求解。仿真和试验结果表明:较RM调度算法和其他优化算法,采用所给出的优化模型和算法能够明显减小MVB网络负载的波动;算法具有更快的收敛速度,可以提高MVB网络的负载能力,提升控制系统的性能。     

适用于自组织多重组播网络的均衡算法研究

在分析自组织网络自身特点的基础上,介绍一种多组播业务并存的多重组播网络,该网络相对传统的组播网络具有节省系统开销,降低能量消耗的优点,尤其适于铁路通信的应用.文中对多重组播网络中的节点连接度的不同变化情况进行了研究,并在充分考虑移动节点的实际通信能力基础上设计了一种适用于多重组播网络的负载均衡路由算法.算法非常适用于本文所提出的多重组播网络环境,与其它组播协议相比,能够在动态环境下以较高的成功率建立组播树,保持较高的数据包发送成功率.同时,该算法引入负载均衡机制后有效的平衡了各节点之间的负荷,消除了节点载荷突发的现象.仿真结果表明,该路由算法负载均衡性能良好,并能显著提高组播业务的稳定性.文章结尾对今后的研究工作进行了总结和展望.