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异构无线传感器网络中基于CDS树的拓扑控制方法 被引量：6
1
作者 马晨明 王万良 洪榛 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期814-820,共7页
拓扑控制是无线传感器网络中节约能量、延长网络生命的关键技术。针对现有拓扑控制方法主要集中在同构网络中作为拓扑构建或拓扑维护单独研究的问题,提出了包含两个过程的异构网络分布式拓扑控制算法A3M。拓扑构建基于最小连通支配集构... 拓扑控制是无线传感器网络中节约能量、延长网络生命的关键技术。针对现有拓扑控制方法主要集中在同构网络中作为拓扑构建或拓扑维护单独研究的问题,提出了包含两个过程的异构网络分布式拓扑控制算法A3M。拓扑构建基于最小连通支配集构建虚拟骨干树,在保证连通性的同时关闭网络冗余节点以降低能耗;拓扑维护对网络性能进行评估,当现有网络性能严重下降时,改变拓扑以保障网络的稳定运行。理论分析和仿真实验证实算法能够以较小的时间和消息代价减少拓扑构建能耗并延长网络时间。 展开更多
关键词 异构无线传感器网络 拓扑控制 A3 M算法 拓扑构建 拓扑维护 最小连通支配集
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一种基于反向CDS树的异构WSNs拓扑构建方法 被引量：3
2
作者 杨明霞 王万良 马晨明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期248-255,共8页
在无线传感器网络中,拓扑控制是节约能源、延长生命周期的一项关键技术。现有拓扑控制方法的研究主要集中在同构网络,对此,面向异构网络提出了一种低信息复杂度的基于反向连通支配集树的分布式拓扑构建算法。基于最小连通支配集构建虚... 在无线传感器网络中,拓扑控制是节约能源、延长生命周期的一项关键技术。现有拓扑控制方法的研究主要集中在同构网络,对此,面向异构网络提出了一种低信息复杂度的基于反向连通支配集树的分布式拓扑构建算法。基于最小连通支配集构建虚拟骨干树,改进了A3G算法中节点的适应度函数和算法流程,优化了产生的连通支配集的规模和通信开销,进一步降低信息复杂度,在保证连通性的同时关闭网络冗余节点以降低能耗。理论分析和仿真实验证明,算法能够以较小的时间和通信代价构建拓扑,延长网络生命周期。 展开更多
关键词 异构无线传感器网络 拓扑控制 拓扑构建 A3G算法 最小连通支配集
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基于节点邻居关系的MCDS构造算法 被引量：2
3
作者 王楠楠 禹继国 齐迎迎 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第13期105-107,110,共4页
针对连通控制集在无线传感器网络中的重要作用,提出一种基于节点邻居关系的最小连通控制集(MCDS)的构造算法,该算法时间和信息复杂度分别为O(nlogn)和O(n),且针对由于节点电池的耗尽等原因造成的网络拓扑改变的情况,提出一种局部的修复... 针对连通控制集在无线传感器网络中的重要作用,提出一种基于节点邻居关系的最小连通控制集(MCDS)的构造算法,该算法时间和信息复杂度分别为O(nlogn)和O(n),且针对由于节点电池的耗尽等原因造成的网络拓扑改变的情况,提出一种局部的修复算法以得到新网络的一个MCDS。理论分析和仿真实验都表明了算法的正确性以及执行性能。 展开更多
关键词 无线传感器网络 最小连通控制集 STEINER树 闭邻居
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一种改进的无线传感器网络EEMCDS算法
4
作者 夏玮 李朝晖 +2 位作者 陈增强 袁著祉 张静 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期2095-2098,共4页
针对无线传感器网络中的有效路由,提出了一种改进的,基于最小连通支配集的能量有效算法IEEMCDS(I mprovedEnergy-Efficient Mini mum Connected Dominating Set).路由搜索主要集中在连通支配集内,通信量小.该算法是一个能量有效的分布... 针对无线传感器网络中的有效路由,提出了一种改进的,基于最小连通支配集的能量有效算法IEEMCDS(I mprovedEnergy-Efficient Mini mum Connected Dominating Set).路由搜索主要集中在连通支配集内,通信量小.该算法是一个能量有效的分布式算法,在维护最小连通支配集时,充分考虑了节点的能量问题,优先选择高能量的节点充当连通支配集节点,提出了支配节点能量最小阈值调整法,可以有效地延长网络寿命.实例仿真表明在改进算法的连通支配集中,高能量的节点在支配集中一直占有较高的比例,从而有效地延长了网络寿命. 展开更多
关键词 无线传感器网络 支配集 分布式算法 能量有效最小连通支配集
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基于CDS结构的动态安全组播密钥协商方案
5
作者 杨松 陈礼青 《计算机应用与软件》 CSCD 2009年第12期37-39,共3页
设计高效的密钥协商方案是动态安全组播的难点。提出一个应用椭圆曲线密码体制在基于CDS(Connected Dominating Set)结构的动态安全组播中进行密钥协商的方案,具体地分析了各个子组和整个大的组播组的密钥协商过程,以及组成员动态变化... 设计高效的密钥协商方案是动态安全组播的难点。提出一个应用椭圆曲线密码体制在基于CDS(Connected Dominating Set)结构的动态安全组播中进行密钥协商的方案,具体地分析了各个子组和整个大的组播组的密钥协商过程,以及组成员动态变化时密钥的更新过程。结果表明,该方案在降低计算和通信代价方面取得了较好的效果,且满足密钥协商的安全要求。 展开更多
关键词 安全组播 密钥协商 cds 椭圆曲线密码体制
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基于多生成树和子网-节点度联合权重的MCDS构造算法
6
作者 汤强 谢明中 罗元盛 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2016年第6期1103-1110,共8页
提出了一种基于多生成树和子网-节点度联合权重的静态无线网络极小连通支配集MCDS构造算法SWNMCDS。算法首先设定一个概率p,每个节点随机生成一个概率并与p对比后决定是否成为候选根节点。两跳范围内的候选根节点相互交换信息,确定最终... 提出了一种基于多生成树和子网-节点度联合权重的静态无线网络极小连通支配集MCDS构造算法SWNMCDS。算法首先设定一个概率p,每个节点随机生成一个概率并与p对比后决定是否成为候选根节点。两跳范围内的候选根节点相互交换信息,确定最终的根节点。每个根节点基于节点权重的连通树生成算法生成多棵连通树。最后基于子网-节点度联合权重选择连通节点,将多棵连通树连成极小连通支配集。经分析,SWNMCDS算法近似比上限为2β(2+H(Δ)),时间复杂度为O(Δ2),消息复杂度为O(Δ2)(Δ为最大一跳邻居节点集合的大小,β为生成树数目)。仿真实验表明,与经典MCDS算法比较,SWNMCDS所构造的连通支配集具有较小的规模。 展开更多
关键词 多生成树 子网-节点度联合权重 极小连通支配集 静态无线网络
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基于CDS的水下声音无线传感器网络节点部署方案研究
7
作者 龚健虎 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第8期18-22,26,共6页
由于难以访问三维水下环境,所以要实现水下声音无线传感器网络(UAWSNs)最大覆盖且传感器自主部署,难度很大。如果还要保证最终网络的连通性,则问题更为复杂。提出一种只需把传感器随机部署到水面上的UWASNs完全分布式节点部署算法,目的... 由于难以访问三维水下环境,所以要实现水下声音无线传感器网络(UAWSNs)最大覆盖且传感器自主部署,难度很大。如果还要保证最终网络的连通性,则问题更为复杂。提出一种只需把传感器随机部署到水面上的UWASNs完全分布式节点部署算法,目的是使初始网络成为可和水面基站进行通信的三维网络同时实现最大覆盖。具体思路是确定初始网络的连通支配集,然后调整具体支配节点所有相邻支配节点和被支配节点的深度,以尽量降低节点覆盖重叠现象,同时保证与支配节点的连通性。仿真结果表明:无论传输和传感范围比如何,网络连通性均可保证,且覆盖范围性能与覆盖感知部署算法相近。 展开更多
关键词 水下声音无线传感器网络 连通支配集 深度 覆盖 连通性
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基于反向生成CDS树的无线传感器网络拓扑控制算法研究 被引量：2
8
作者 仇昌琪 肖明波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1737-1742,共6页
拓扑控制是无线传感器网络中一种有利于节约能量、延长网络生命周期的策略。作为一种著名的基于CDS树的拓扑控制机制,A3算法的目标是在保证网络连通和通信覆盖的前提下,通过关闭一些非必要节点来获得一个次优连通支配集(CDS)。针对A3算... 拓扑控制是无线传感器网络中一种有利于节约能量、延长网络生命周期的策略。作为一种著名的基于CDS树的拓扑控制机制,A3算法的目标是在保证网络连通和通信覆盖的前提下,通过关闭一些非必要节点来获得一个次优连通支配集(CDS)。针对A3算法在构建连通支配集时通信开销较大的问题,提出了一种基于叶节点反向生成CDS树的改进型算法A3G。该算法利用反向拓扑方法来寻找连通支配集,减少了节点间的信息交换。仿真结果显示,相对于A3算法和一些其他著名的拓扑控制算法,A3G算法在活动节点数和能效方面具有明显的优越性。 展开更多
关键词 拓扑控制 无线传感器网络 A3算法 连通支配集 通信开销 通信覆盖
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Ad hoc网络中基于MCDS构建延迟定界组播转发结构
9
作者 彭莱 王超 +1 位作者 安建伟 吴华怡 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第2期632-635,共4页
根据无线信号传播方式的特殊性,重新定义了无线组播路由中的代价和时延函数,基于图论中最小连通支配集(MCDS)理论,提出的基于图论中点着色思想的时延定界组播转发结构的构建方法,通过求解MCDS来实现构建最小代价组播路由结构的目的,提... 根据无线信号传播方式的特殊性,重新定义了无线组播路由中的代价和时延函数,基于图论中最小连通支配集(MCDS)理论,提出的基于图论中点着色思想的时延定界组播转发结构的构建方法,通过求解MCDS来实现构建最小代价组播路由结构的目的,提出了组播路由时延定界的概念,并在该约束下构建MCDS。理论推导证明了该算法的正确性,与同类算法相比,较低的近似比证明了该算法的有效性,同时具有O(n)的时间复杂度和O(n)的消息复杂度,进一步证明了其高效性,具有适应于灵活多变的Ad hoc网络的优势。 展开更多
关键词 AD HOC网络 组播 时延 最小连通支配集
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基于CDS的分布式协作共识频谱感知方法
10
作者 黄庆东 孙晴 闫乔乔 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期660-665,共6页
针对原有全网络分布式协作共识方法信息交互量大、收敛速度慢、共识收敛结果不稳定的问题,本文在分布式协作共识频谱感知方法的基础上,提出了基于连通支配集的分布式协作共识频谱感知方法。该方法通过网络连通支配子集进行网络频谱感知... 针对原有全网络分布式协作共识方法信息交互量大、收敛速度慢、共识收敛结果不稳定的问题,本文在分布式协作共识频谱感知方法的基础上,提出了基于连通支配集的分布式协作共识频谱感知方法。该方法通过网络连通支配子集进行网络频谱感知信息的收集和共识计算,获得稳定的共识结果,再将共识结果分享给网络其他非支配集节点,实现全网络快速共识收敛。与原有分布式协作共识方法相比,降低了网络节点间的信息交互量,并且能快速收敛到稳定、精确的共识结果,仿真结果验证了算法的优良特性。 展开更多
关键词 认知无线电 连通支配集 协作频谱感知 共识
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局部搜索算法求解最小弱连通支配集问题
11
作者 李睿智 何锦涛 欧阳丹彤 《软件学报》 北大核心 2025年第8期3655-3676,共22页
最小弱连通支配集问题是一个经典的NP难问题,在许多领域都有广泛的应用.提出一种高效的局部搜索算法求解该问题.在该算法中,首先采用一个基于锁定顶点和频率反馈信息的初始解构造方法.该方法可以确保将一定处于最优解中的顶点和大概率... 最小弱连通支配集问题是一个经典的NP难问题,在许多领域都有广泛的应用.提出一种高效的局部搜索算法求解该问题.在该算法中,首先采用一个基于锁定顶点和频率反馈信息的初始解构造方法.该方法可以确保将一定处于最优解中的顶点和大概率存在于最优解中的顶点添加到初始解中,从而可以得到高质量的初始解.其次,提出基于双层格局检测策略,年龄属性和禁忌策略的方法来避免循环问题.第三,提出扰动策略,使得算法能够有效跳出局部最优.第四,将两个评分函数Dscore和Nscore与避免循环问题的策略相结合,提出有效的顶点选择方法,帮助算法选择适合添加到候选解中或从当前候选解中删除的顶点.最后,与现有的最优启发式算法和CPELX求解器,在4组基准测试实例上对提出的局部搜索算法进行了对比.实验结果表明,该算法在4组经典基准测试实例上表现出更好的性能. 展开更多
关键词 最小弱连通支配集问题 组合优化 局部搜索 反馈机制 扰动策略 年龄属性
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基于多元权函数的地面防空通信拓扑修复研究
12
作者 任风麟 王刚 李腾达 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期68-76,共9页
对地防通信网拓扑修复问题进行了研究。首先基于多元权函数与连通支配集对拓扑进行预处理,为影响拓扑连通的关键节点规划故障处理链路。其次当故障发生后,网络拓扑通过节点级联移动的方式恢复连通性。针对地防通信网络的特点构造权函数... 对地防通信网拓扑修复问题进行了研究。首先基于多元权函数与连通支配集对拓扑进行预处理,为影响拓扑连通的关键节点规划故障处理链路。其次当故障发生后,网络拓扑通过节点级联移动的方式恢复连通性。针对地防通信网络的特点构造权函数,生成的故障处理链路更加贴合地防需求。在连通支配集的基础上求解拓扑割点,优化节点故障后的拓扑运行逻辑与工作效率,有效缩短了故障处理时间。对随机生成的20节点地防通信网络进行了拓扑修复,连通支配集中的节点均生成了最短故障处理链路。选定网络中任意一个节点故障,故障处理后网络无孤立节点,证明了算法能够有效处理单节点失能的地防通信拓扑修复问题。 展开更多
关键词 通信拓扑 连通支配集 极大独立集 网络连通
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面向大规模飞行自组网的NBATMAN-ADV路由协议
13
作者 王聪 赵几航 +2 位作者 吴霞 马文峰 田辉 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期837-846,共10页
飞行自组网是当前研究的热点,当无人机节点规模较大时,大量的路由开销可能会导致网络瘫痪,因此路由协议的设计具有挑战性。针对大规模无人机场景,首先提出利用统一连通支配集算法构建虚拟骨干网,目的是减少路由洪泛的节点数;其次在骨干... 飞行自组网是当前研究的热点,当无人机节点规模较大时,大量的路由开销可能会导致网络瘫痪,因此路由协议的设计具有挑战性。针对大规模无人机场景,首先提出利用统一连通支配集算法构建虚拟骨干网,目的是减少路由洪泛的节点数;其次在骨干节点上部署和运行NBATMAN-ADV路由协议,利用物理层数据的接收信号强度指标和信噪比评价链路质量,在减少路由开销的同时,能够快速感知链路的变化情况。仿真结果表明,较传统的先验式路由协议如优化链路状态路由和目的节点序列距离矢量,该路由协议在数据包交付率、端到端时延和吞吐量上均有明显的提升。在通信模块上的实验结果表明,该路由协议在多跳时延方面有较好的性能。 展开更多
关键词 飞行自组网 虚拟骨干网 统一连通支配集算法 NBATMAN-ADV路由协议
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与位置无关的无线传感器网络连通性覆盖协议 被引量：18
14
作者 毛莺池 冯国富 +1 位作者 陈力军 陈道蓄 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1672-1684,共13页
解决在没有节点位置信息的情况下,如何能量有效地保证网络连通性覆盖的问题.分析了节点覆盖与区域覆盖之间的关系,并给出了节点覆盖等于区域覆盖的充分必要条件.根据分析结果,基于构建连通支配集CDS(connected dominating set)的RuleK算... 解决在没有节点位置信息的情况下,如何能量有效地保证网络连通性覆盖的问题.分析了节点覆盖与区域覆盖之间的关系,并给出了节点覆盖等于区域覆盖的充分必要条件.根据分析结果,基于构建连通支配集CDS(connected dominating set)的RuleK算法,提出了一种与节点位置无关网络连通性覆盖协议LICCP(location-independent connected coverage protocol).在LICCP协议中,每个节点根据本地节点密度选择合适的通信范围,利用RuleK算法选出的工作节点提供高质量的网络连通性覆盖.模拟实验结果表明,LICCP协议能够在较长时间内能量有效地提供高质量的网络覆盖,并保证网络的连通性. 展开更多
关键词 无线传感器网络 覆盖 连通 支配集
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Ad Hoc网络和无线传感器网络中连通支配集的分布式构造(英文) 被引量：14
15
作者 郑婵 孙世新 黄天云 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1053-1066,共14页
Ad hoc网络和无线传感器网络具有广泛的应用,但对于这样自组性的网络须采用分层结构的聚簇来有效管理.通过选择具有支配属性的节点构成虚拟主干以支持路由、广播及覆盖等应用.大部分的研究都集中在高效选择较小的连通支配集.全面阐述了... Ad hoc网络和无线传感器网络具有广泛的应用,但对于这样自组性的网络须采用分层结构的聚簇来有效管理.通过选择具有支配属性的节点构成虚拟主干以支持路由、广播及覆盖等应用.大部分的研究都集中在高效选择较小的连通支配集.全面阐述了连通支配集构造的研究进展,并依据不同的网络假设、设计目标和性能对超过20种连通支配集的构造算法进行分类和总结.指出这一领域的研究方向. 展开更多
关键词 连通支配集 性能比率 移动AD HOC网络 无线传感器网络
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基于拓扑特性的分布式虚拟骨干网算法 被引量：11
16
作者 解文斌 李佳 +1 位作者 鲜明 陈永光 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1416-1425,共10页
由于在任意连通网络中搜索最小连通支配集(minimum connected domination set,简称MCDS)是NP完全问题,提出了一种拓扑感知的MCDS启发式算法--TACDS(topology-aware connected domination set),并证明了其正确性.通过利用节点的拓扑特性... 由于在任意连通网络中搜索最小连通支配集(minimum connected domination set,简称MCDS)是NP完全问题,提出了一种拓扑感知的MCDS启发式算法--TACDS(topology-aware connected domination set),并证明了其正确性.通过利用节点的拓扑特性,减小了支配节点选择的盲目性.该算法能够根据2跳内的局部拓扑信息构造出较小的CDS(connected domination set),从而得到基于该支配集的虚拟骨干网.仿真结果表明,该算法优于其他分布式CDS算法,可以更好地近似MCDS. 展开更多
关键词 无线网络 虚拟骨干网 连通支配集 分布式算法 拓扑特性
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无线传感器网络中一种能量均衡的基于连通支配集的数据收集算法 被引量：14
17
作者 奎晓燕 杜华坤 梁俊斌 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1521-1528,共8页
采用连通支配集来构建虚拟骨干可以减轻无线传感器网络的广播风暴问题.目前已有大量工作通过构造最小连通支配集形成网络虚拟骨干来进行高效数据收集.然而,最小连通支配集并不能有效均衡节点的能量耗费,导致网络生命周期较短.提出了一... 采用连通支配集来构建虚拟骨干可以减轻无线传感器网络的广播风暴问题.目前已有大量工作通过构造最小连通支配集形成网络虚拟骨干来进行高效数据收集.然而,最小连通支配集并不能有效均衡节点的能量耗费,导致网络生命周期较短.提出了一种能量均衡的基于连通支配集的分布式算法EBCDS来进行数据收集,通过选择能量水平和度均比较大的节点组成连通支配集,支配集中的节点组成一个规模不大但具有较高能量水平的网络骨干.网络中的所有数据沿骨干在较小的寻路空间中转发,能够节省节点能量,使骨干节点不会因为能量不足而过早死亡.理论分析表明,EBCDS能以O(nlogn)的消息复杂度构造连通支配集,仿真实验表明,EBCDS能有效节省节点能耗并延长网络生命周期. 展开更多
关键词 能量均衡 连通支配集 数据收集 无线传感器网络
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移动Ad Hoc网络中最小连通支配集的分布式高效近似算法 被引量：5
18
作者 陈宇 林亚平 +2 位作者 王雷 张锦 李闻 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第14期37-38,41,共3页
提出了一种基于局部最大度数与节点标识号相结合的支配点选择方式,并基于该方式给出了一种计算移动AdHoc网络最小连通支配集的分布式近似算法CDSA,实验显示,CDSA算法生成的连通支配集比文献[3～5]所提出的WL、CBBA及MCDS算法更小。另外,... 提出了一种基于局部最大度数与节点标识号相结合的支配点选择方式,并基于该方式给出了一种计算移动AdHoc网络最小连通支配集的分布式近似算法CDSA,实验显示,CDSA算法生成的连通支配集比文献[3～5]所提出的WL、CBBA及MCDS算法更小。另外,CDSA是一种动态的和基于分布式的算法,因此它不但适用于移动AdHoc网络,也适用于一般网络中的最小连通支配集的近似计算问题。 展开更多
关键词 分布式 最小连通支配集 移动AD HOC网络 度数
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无线传感网络中能量均衡的连通支配集算法 被引量：11
19
作者 付永生 李善平 周波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1142-1145,共4页
连通支配集是无线传感器网络中构建虚拟骨干网络的重要手段。由于支配集中节点的能耗相对其他节点要多,支配集中剩余能量较小的节点决定了虚拟骨干网的生命周期。现有算法或者只是关注构造较小的支配集,或者没有考虑调整能耗极快的支配... 连通支配集是无线传感器网络中构建虚拟骨干网络的重要手段。由于支配集中节点的能耗相对其他节点要多,支配集中剩余能量较小的节点决定了虚拟骨干网的生命周期。现有算法或者只是关注构造较小的支配集,或者没有考虑调整能耗极快的支配节点。提出了一种能量均衡的连通支配集算法,基于节点剩余能量和连通度构造支配集,在网络运行过程中根据耗能速度,提前选择候选支配节点,分流负载过重的支配节点。仿真结果表明,新算法能以较小消息开销,有效延长网络寿命。 展开更多
关键词 无线传感网络 连通支配集 连通度 能量均衡
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BPEC：无线传感器网络中一种能量感知的分布式分簇算法 被引量：17
20
作者 周新莲 吴敏 徐建波 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期723-730,共8页
无线传感器网络的大面积铺设以及数据融合的需求,促使必须有效地组织网络的拓扑结构,以达到均衡负载、延长网络的生命周期的目标.分簇已被证实是将网络组织成层次相连结构的有效方式.提出了一种新的以邻居节点的平均剩余能量与节点本身... 无线传感器网络的大面积铺设以及数据融合的需求,促使必须有效地组织网络的拓扑结构,以达到均衡负载、延长网络的生命周期的目标.分簇已被证实是将网络组织成层次相连结构的有效方式.提出了一种新的以邻居节点的平均剩余能量与节点本身的剩余能量的比值作为竞争簇头的主要参数,以节点的"度"作为节点竞争簇头辅助参数的节能分布式分簇算法BPEC.如果执行BPEC算法,整个网络的广播消息量复杂度为O(n),整个网络的时间复杂度为O(1).证明了由BPEC算法产生的簇头集合是一个最大独立集,簇头集合能覆盖网络的所有节点.当节点足够多时,仿真实验结果表明,簇头集合的尺寸大小与理论推导值十分接近. 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量感知 分布式计算 分簇算法 连通支配集
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