检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：管芳重庆大学

学位级别：硕士

异构无线传感器网络在实际应用中普遍存在，随着传感器节点能量消耗速率不同，即使同构无线传感器网络在生存期也将出现异构性。节点电源能量受限是实现各种无线传感器网络协议和应用系统时的一个现实约束。充分利用节点电源有限能量，... 详细信息

异构无线传感器网络在实际应用中普遍存在，随着传感器节点能量消耗速率不同，即使同构无线传感器网络在生存期也将出现异构性。节点电源能量受限是实现各种无线传感器网络协议和应用系统时的一个现实约束。充分利用节点电源有限能量，设计能量高效的路由协议以延长网络生命周期是目前无线传感器网络理论及其应用研究的热点之一。因此，开展异构无线传感器网络能耗均衡路由\n算法的研究具有重要理论意义和应用价值。\n 论文首先分析比较了平面路由、层次路由和基于地理位置路由三种类型的无线传感器网络路由协议，讨论了设计无线传感器网络路由协议需要满足的目标要求和评价标准。其次，从节点异构和网络异构两方面，分析了无线传感器网络具有的由众多因素决定的异构性。就异构无线传感器网络的网络模型和节点能耗模型重点讨论了分簇结构对于节点能量高效利用的优势和网络中存在的能耗不均衡问题，研究了两种节点能量异构无线传感器网络中的簇头选举算法。最后，在节点异构无线传感器网络特点的基础上，针对网络存在的能耗不均衡问题分别从非均匀分簇和簇头节点混合通信两种角度提出了适用于不同条件的两种能耗均衡的路由算法。\n 非均匀分簇路由算法以节点硬件配置相同，初始能量在一定范围内均匀分布为基础。候选簇头根据到汇聚节点的距离在不同的竞选半径内竞选，使得离汇聚节点近的簇较小，簇头为转发远处的数据预留能量。根据网络规模，簇头到汇聚节点采用最优多跳跳数转发，减少了网络能耗。实验表明，使用非均匀分簇算法的网络中簇头分布较为合理，簇头数目稳定，且随时间推移不断缩小了节点的能量标准差，延长了网络的稳定工作周期，节点几乎在同一周期死亡，均衡了网络的能耗。\n 混合通信路由算法的条件是在小规模的无线传感器网络中少量高级节点硬件配置较高，具有数据融合能力，比普通节点有更强的计算能力、通信能力、存储能力和更多的能量。把具有资源优势的高级节点一直作为簇头，其它节点作为成员。为了平衡离汇聚节点较近和较远簇头的通信能耗，使用一定比例的单、多跳相结合的混合通信方式。仿真实验比较了不同网络规模和不同射频参数下的簇头最优单跳比例，以及不同算法的网络生命周期。实验结果显示混合通信路由算法比典型算法延长了网络稳定周期，节点死亡周期较集中，均衡了网络的能耗。

关键词：异构无线传感器网络非均匀分簇路由算法能耗均衡策略生命周期节点电源通信协议

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异构无线传感器网络的链路质量估计研究

异构无线传感器网络的链路质量估计研究

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作者：夏宇重庆理工大学

学位级别：硕士

实时、准确的链路质量估计对于无线传感器网络而言至关重要。在实际应用中,无线传感器网络会存在许多网络异构的情况。现有大多数链路质量估计的研究是在同构的网络配置下进行的,对异构无线传感器网络链路质量估计的研究还较少。因此,... 详细信息

实时、准确的链路质量估计对于无线传感器网络而言至关重要。在实际应用中,无线传感器网络会存在许多网络异构的情况。现有大多数链路质量估计的研究是在同构的网络配置下进行的,对异构无线传感器网络链路质量估计的研究还较少。因此,对异构无线传感器网络链路质量估计的研究有利于补充和完善链路质量估计理论。本文首先探讨了链路质量估计的研究背景与意义,并对链路质量估计的国内外研究现状进行了分析。在此基础上,完成了以下研究内容:(1)通过实测数据分析了常用的链路质量指标在异构网络的适用性,并分析了适用于异构网络的链路质量指标的统计特性。(2)针对现有链路质量估计器缺乏对链路动态有效感知的问题,提出了一种基于软度量的链路质量估计器FaLQE。FaLQE根据链路的波动程度动态调整平滑因子,以实现对链路动态的自适应。与现有的估计方法相比,FaLQE的估计误差更小。(3)现有链路质量估计器不能很好地解决快速估计时物理层参数波动较大的问题,提出了一种基于指数加权卡尔曼滤波的快速链路质量估计方法。该方法通过指数加权卡尔曼滤波器获得更为稳定的接收信号强度估计值并计算得到信噪比,再通过信噪比与收包率的映射关系对链路质量进行估计。实验结果表明,仅需16个数据包即可获得准确的链路质量估计。与现有的估计方法相比,该方法的估计误差更小。(4)现有基于链路质量指示的估计方法所使用的映射关系模型没有考虑链路质量指示与收包率的物理意义。针对这一问题提出了一种基于推理模型的链路质量估计方法。该方法通过指数加权卡尔曼滤波获得稳定的链路质量指示估计值,再使用符合实际物理意义的双曲正切模型进行定量估计。与现有的估计方法相比,该方法的估计误差更小。(5)针对现有多参数融合算法过于复杂或估计效果不理想的问题,提出了一种基于加权欧氏距离的多参数融合链路质量估计器。该估计器使用加权欧氏距离将链路质量指示和信噪比融合得到新度量WED,再使用通过逻辑回归建立的WED与收包率的映射模型进行定量估计。与现有的估计方法相比,该方法的估计误差更小。(6)针对上述研究并不能较好地解决在不稳定链路下估计值波动较大、不准确的问题,提出了一种抗波动的轻量级多参数融合链路质量估计器LFI-LQE。该估计器使用指数加权卡尔曼滤波对物理层参数进行处理,以进一步消除不必要的波动。与现有估计方法相比,LFI-LQE的估计误差更小。此外,与其他多参数估计器相比,LFI-LQE的计算开销也有大幅度降低。

关键词：异构无线传感器网络链路质量估计波动自适应指数加权卡尔曼滤波轻量级多参数融合

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异构无线传感器网络密钥管理方案的研究

异构无线传感器网络密钥管理方案的研究

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作者：尚治国哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是由大量传感器节点以Ad Hoc方式构成的无线网络。密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一。在多数无线传感器网络密钥管理方案中,通常都是认为节点的功能相同。研究表明,异构无线传感器网络能够延长网络寿... 详细信息

无线传感器网络是由大量传感器节点以Ad Hoc方式构成的无线网络。密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一。在多数无线传感器网络密钥管理方案中,通常都是认为节点的功能相同。研究表明,异构无线传感器网络能够延长网络寿命,提高网络连通性、可测性和抗毁性。因此,如何利用节点互异的特征,为异构无线传感器网络设计出高效的密钥管理方案成为一个重要的和需要探索的问题。本文将研究异构无线传感器网络的密钥管理方案。首先,本文概述了无线传感器网络和无线传感器网络安全所涉及的安全目标、面临的安全挑战和网络各层的安全问题。然后,本文对无线传感器网络密钥管理进行了全面系统的综述。内容涉及密钥管理问题描述、密钥管理方案的评估标准及分类、现有典型方案描述等诸多方面,并重点分析和总结现有典型方案的优缺点。这些内容是异构无线传感器网络密钥管理方案研究的基础。作为研究重点,本文给出了两个具体的异构无线传感器网络密钥管理方案。针对基本随机密钥预分配方案的密钥环中密钥利用低的问题,考虑到把网络监测区域划分为多个区域,密钥池分为多个子密钥池和部署节点分成多组,组中节点从对应密钥池中选择密钥,部署到对应区域中,将能够保证节点间以组相邻,提出了一种基于区域的异构无线传感器网络密钥预分配方案。仿真实验表明,该方案优于现有无线传感器网络密钥管理方案。针对现有随机密钥预分配方案不同节点间能够建立相同共享密钥的不足,把这些方案中的密钥池换成多项式池,节点间通过共享多项式来计算共享密钥,便可以克服这种问题,提出了一种基于多项式的异构无线传感器网络密钥预分配方案。仿真实验表明,该方案是有效的。对现有密钥管理方案不限制节点安全通信跳数带来通信负载大的问题,设制节点安全通信跳数为1跳。结果表明,这种方法有效的降低了通信负载。最后,对全文进行了总结,并对今后工作做了展望。

关键词：异构无线传感器网络网络安全密钥管理密钥预分配对称二元多项式

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异构无线传感器网络节点调度算法研究

异构无线传感器网络节点调度算法研究

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作者：魏静南京邮电大学

学位级别：硕士

无线传感器网络由高密度的传感器节点构成，这些传感器节点的能量有限。如何在不影响网络性能和服务质量的情况下，尽可能地延长传感器网络的生命周期是目前无线传感器网络技术的研究重点。现有研究表明，节点调度算法能有效地解决网络... 详细信息

无线传感器网络由高密度的传感器节点构成，这些传感器节点的能量有限。如何在不影响网络性能和服务质量的情况下，尽可能地延长传感器网络的生命周期是目前无线传感器网络技术的研究重点。现有研究表明，节点调度算法能有效地解决网络的能耗问题，在保证服务质量的同时延长网络的生命周期。目前已有不少节点调度算法提出，但对于异构网络的研究较少。本文在分析现有的节点调度算法后，针对异构无线传感器网络提出了两种节点调度方法：基于网格分组的节点调度算法（Grid-Based Node Scheduling algorithm，GBNS）和基于邻居节点距离的节点调度算法（Neighbour Distance-Based node Scheduling algorithm，NDBS）。GBNS算法按最小覆盖子集对网络中的节点进行分组，建立满足指定覆盖率的最大分组数模型。将异构传感器节点分组，根据一定的调度策略，实现分组节点间的轮流调度。NDBS算法将邻居节点与传感器节点按距离分成三类后，分别建立节点感知范围盖率与邻居节点个数以及半径比之间的数学模型，并根据所得的数学模型建立了冗余节点的判断法则，以此为依据对传感器网络中的节点进行判断，关闭冗余节点。理论分析和实验结果表明，本文提出的两种异构网络的节点调度算法均能有效地延长网络的生命周期。

关键词：节点调度异构无线传感器网络邻居节点距离分组调度冗余判断

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异构无线传感器网络动态密钥管理协议的研究

异构无线传感器网络动态密钥管理协议的研究

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作者：耿贵宁哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

异构无线传感器网络(简称HWSN)假设感知节点结构和功能的互异性,与假设节点同构的一般无线传感器网络相比,它能够延长网络寿命,提高网络连通性、可测性和抗毁性。如何利用HWSN节点互异的特征,设计出高效适用的密钥管理方案成为一个重要... 详细信息

异构无线传感器网络(简称HWSN)假设感知节点结构和功能的互异性,与假设节点同构的一般无线传感器网络相比,它能够延长网络寿命,提高网络连通性、可测性和抗毁性。如何利用HWSN节点互异的特征,设计出高效适用的密钥管理方案成为一个重要的问题。动态密钥管理技术可以根据网络的动态变化,实时更新配对密钥和组密钥,使得攻击者很难通过俘获节点来获取有效的密钥信息,适合为HWSN提供更高可信级别的密钥管理服务。本文对HWSN动态密钥管理模型和协议进行研究。首先,本文对无线传感器网络安全问题进行简单概述后,对无线传感器网络密钥管理方案和协议进行了系统的综述。内容涉及密钥管理问题描述、密钥管理方案的评估标准及分类、现有典型方案描述等诸多方面,并重点对动态密钥管理协议进行了分析和总结;其次,本文对异构无线传感器网络的异构性进行了研究,在对已有动态密钥管理方案研究的基础上,提出了一种异构无线传感器网络安全模型和一种动态密钥管理模型。作为研究重点,针对异构无线传感器网络中心节点被捕获后会极大的威胁整个网络的安全,并引发密钥更新过程耗能高、更新效率低等问题,提出了一种基于位置感知和秘密共享的密钥管理协议LASSB,此协议具有位置感知、秘密共享、动态更新、和轻量级等特性。仿真实验表明,LASSB较已有方案能够显著提高网络的网关节点层安全性,显著降低中心节点的更新过程的能耗。最后,对全文进行了总结,并对今后工作做了展望。

关键词：异构无线传感器网络动态密钥管理秘密共享 EBS

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异构无线传感器网络分簇路由协议的研究与设计

异构无线传感器网络分簇路由协议的研究与设计

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作者：陈翀华侨大学

学位级别：硕士

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN），一种新型的融合传感器、无线网络、计算机等多学科的信息获取和处理技术，应用前景广泛。目前研究方向集中在同构WSN领域，而作为同构WSN在理论和应用领域上的推广与深入，异构... 详细信息

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN），一种新型的融合传感器、无线网络、计算机等多学科的信息获取和处理技术，应用前景广泛。目前研究方向集中在同构WSN领域，而作为同构WSN在理论和应用领域上的推广与深入，异构无线传感器网络（Heterogeneous WSN，HWSN拥有不同感测、计算处理、通信能力和初始配置参数的特点，更能满足广泛的异构世界对不同WSN现实模型的需求。　　因为传感器节点的电池能量受限，实现网络的能量有效成为HWSN的研究重点。此外，高效的路由协议对WSN也相当重要。HWSN的能量有效性研究主要集中在分簇模型上。本文针对HWSN的异构特性，对分簇路由协议进行了研究，提出了一种新的能量异构的分簇路由协议。本文的主要工作如下：　　第一、分析无线传感器网络的异构性。通过对当前同构WSN网络模型的研究，结合实际应用场景的需求提出了完整的HWSN网络模型;重点论述了HWSN的四种异构表现形式、特点及挑战与性能评价指标，为设计新的异构分簇路由协议奠定基础。　　第二、综述分簇路由协议的性能。对当前典型的分簇协议进行了分类及分析，并从簇头产生阶段、簇形成阶段、簇维护开销、簇负载平衡性、算法健壮性、数据融合和算法节能性等方面进行比较;对经典分簇路由协议LEACH和HEED等进行实验仿真验证，对比其优缺点。　　第三、提出一种适应HWSN能量有效的异构分簇路由协议IHEED。通过借鉴了LEACH的簇头轮转思想、基于剩余能量的簇头选举算法，提出了改进的IHEED协议。对IHEED和LEACH、HEED协议进行仿真实验分析性能，表明IHEED能有效均衡网络能量消耗，提升了异构网络的生存周期，数据传输性能上也优于其他协议。

关键词：异构无线传感器网络路由协议能量有效分簇算法

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异构无线传感器网络的基础层MAC协议设计

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计算机工程 2013年第7期39卷 137-141页

作者：马涛单洪陈娟电子工程学院网络系合肥230037 合肥陆军军官学院三系合肥230031

多跳分层异构无线传感器网络(WSN)包含周期性短数据和明显方向性数据流,根据该特点,设计一种异构传感器网络基础层MAC协议(GFN-MAC),以均衡降低基础层的能量消耗和时延。异构无线传感器网络基础层在分簇时使用CSMA协议,完成分簇后节点运... 详细信息

多跳分层异构无线传感器网络(WSN)包含周期性短数据和明显方向性数据流,根据该特点,设计一种异构传感器网络基础层MAC协议(GFN-MAC),以均衡降低基础层的能量消耗和时延。异构无线传感器网络基础层在分簇时使用CSMA协议,完成分簇后节点运行GFN-MAC协议,利用交错的周期倍增同步休眠调度模式,使不同层节点运行不同频率的激活/休眠周期。仿真结果表明,与完全同步和交错同步调度方案相比,GEN-MAC的通信时延和系统能耗较低,吞吐量较高。

关键词：异构无线传感器网络 MAC协议休眠调度交错同步周期倍增

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异构无线传感器网络分簇路由算法研究

异构无线传感器网络分簇路由算法研究

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作者：李京北京邮电大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)成为物联网感知层的研究热点。物联网感知层组网节点数目庞大和能量受限,因此设计能量有效的路由算法成为保证网络性能的关键问题之一。根据WSN特点将网络中的节点分簇并使用分簇路由算法... 详细信息

无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)成为物联网感知层的研究热点。物联网感知层组网节点数目庞大和能量受限,因此设计能量有效的路由算法成为保证网络性能的关键问题之一。根据WSN特点将网络中的节点分簇并使用分簇路由算法。研究表明,分簇路由算法比传统平面路由算法更具节能性,同时,引入高能异构节点可以提升网络性能。本文对异构WSN的分簇路由算法进行了深入研究,主要完成了以下工作： 1.分析和研究了传感器网络中分簇路由算法的基本原理,针对经典分簇路由算法LEACH和DEEC的不足提出了本文的研究问题,形成适用于异构WSN的分簇路由算法设计思路和方案。 2.提出了基于分簇的高效异构WSN路由算法DEEC-adv,改进算法主要是在网络层引入基于相对剩余能量的簇头选举策略和单跳、多跳相结合的混合路由算法,避免了传统路由算法中处在感知区域边界附近的节点耗能过大问题,使网络选择簇首节点更加高效。 3.分析了改进算法DEEC-adv在异构WSN中的簇首选择策略、数据传输策略对网络寿命、能量消耗和数据传输量等参数的影响,并通过MATLAB对异构网络进行仿真,仿真结果表明,DEEC-adv算法应用于异构WSN时有效延长了网络生命周期,提高了能量利用率。 4.建立了基于NS2的异构WSN路由算法仿真平台,在DEEC-adv协议和DEEC协议下,对网络寿命、系统能耗、发送数据量等参数进行仿真、对比。仿真结果表明,论文提出的DEEC-adv协议在节能、数据传输等方面都有一定提升,与理论相符。最后,根据算法和协议的仿真结果得出本文结论并给出展望。

关键词：异构无线传感器网络分簇路由算法能量均衡 NS2仿真

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基于相似路径的曲面异构无线传感器网络节点定位算法

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传感技术学报 2023年第2期36卷 301-308页

作者：张航魏巍范园成覃涛杨靖贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司贵州贵阳550025 中国电建集团贵州工程有限公司贵州贵阳550025

针对曲面场景中的异构无线传感器网络节点定位问题,提出了一种基于相似路径的节点定位算法(Node Localization Algorithm Based on Similar Paths,NLA-SP)。首先,依据Ochiai系数计算锚节点到未知节点的传播路径与各锚节点对间路径的相似... 详细信息

针对曲面场景中的异构无线传感器网络节点定位问题,提出了一种基于相似路径的节点定位算法(Node Localization Algorithm Based on Similar Paths,NLA-SP)。首先,依据Ochiai系数计算锚节点到未知节点的传播路径与各锚节点对间路径的相似值,找出相似路径;其次,根据相似路径对应的锚节点对距离与各单跳路径首节点的通信半径估算锚节点到未知节点的距离;然后,利用融合黄金正弦策略与粒子群优化算法的麻雀算法搜索未知节点的坐标;最后,为减小三维曲面Z轴的坐标误差采用坐标投影法对未知节点的坐标进行校正。仿真结果表明,所提算法较IDV-Hop算法、CPPA算法、HHOMA算法,定位精度明显提高。

关键词：异构无线传感器网络曲面节点定位相似路径麻雀搜索算法坐标投影

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能量异构无线传感器网络分簇路由改进算法

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传感技术学报 2017年第11期30卷 1712-1718页

作者：李安超陈桂芬长春理工大学电子信息工程学院长春130022

路由算法作为无线传感器网络的核心技术,对延长网络生命周期,提高网络效率起到了至关重要的作用。针对分布式能量有效成簇算法未考虑节点位置和对节点保护、利用不充分的问题,提出了一种改进的能量异构分簇路由算法。该算法引入边缘度... 详细信息

路由算法作为无线传感器网络的核心技术,对延长网络生命周期,提高网络效率起到了至关重要的作用。针对分布式能量有效成簇算法未考虑节点位置和对节点保护、利用不充分的问题,提出了一种改进的能量异构分簇路由算法。该算法引入边缘度的概念,使距离基站近的节点优先担任簇头,减少了网络能量消耗;设立了双能量阈值,提高节点能量利用,延长节点生命周期;综合考虑节点、簇头、基站三者的位置分布,提出了更合理的入簇机制。仿真结果显示,在小面积检测(10 m×10 m到100 m×100 m)与大面积检测(100 m×100 m到500 m×500 m)环境下改进算法与原算法相比,网络生命周期分别提高了18.7%到36.2%,24.4%到66.5%。

关键词：异构无线传感器网络路由算法边缘度双能量阈值入簇机制

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