分簇算法

摘要： 针对无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)节点能耗不均衡问题,提出一种基于改进人工鱼群算法(Improved Artificial Fish Swarm Algorithm,IAFSA)和模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)的分簇算法IAFCA。首先,IAFSA改进搜素视野及步长,避免迭代解陷入局部最优解,并将最终的迭代解作为FCM的初始聚类中心,克服FCM对初始解的敏感性。其次,FCM在确定最佳簇头数目的基础上,根据节点间的距离相似性,有效建立起节点与聚类中心间的不确定性关系,合理进行节点分簇。最后,根据节点相对剩余能量和到聚类中心的距离两个参数选举出簇头。IAFCA分别在两种场景下进行仿真实验,并与低能耗自适应聚类层次协议(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)及其变种算法进行对比。实验结果表明,IAFCA在网络寿命和能量效率方面均优于传统的WSN分簇算法,有效延长了网络寿命,降低了节点能耗。

摘要： 为了解决车联网(IoV)中因车辆高速移动和拓扑结构多变导致的车辆间数据传输链路不稳定甚至中断的问题,提出一种活跃度感知的社交车辆分簇算法.在簇头(CH)筛选过程中,考虑由相对加速度、速度和相对距离构成的移动相似性分值以及由兴趣相似度定义的社交相似性分值,加权求和得到车辆相似性分值.利用基数排序算法排序并筛选出分值最高者作为簇头候选者(CHc),保证集群的稳定性.引入由车辆历史数据处理量和车辆请求资源次数构成的活跃度的概念,通过对其进行判断,从簇头候选者中筛选出真正有社交意愿和能力的簇头,提升簇内亲密度.使用OMNet++平台进行仿真,结果表明,与传统算法相比,采用所提算法,能使得集群在保持稳定性的同时,亲密度有所提升.

摘要： 为进一步均衡无线传感器网络能耗,提出一种基于遗传算法改进的异构无线传感器网络分簇算法。在簇头选举阶段,分析传感器节点剩余能量、节点分布位置、节点的邻居节点密度因素,通过遗传算法寻优,选举出每轮最佳数目的最优簇头集;同时为解决周期性分簇造成的能量损失,建立簇头更新策略,降低簇头集更新频率。仿真结果表明,该算法与SEP、LEACH和TSEP算法相比较,第一死亡节点出现时间分别推迟了44.59%,69.4%和8.85%,网络寿命延长了174%,47.78%和71.33%。

摘要： 随着5G通信和自动驾驶汽车的发展,车辆自组织网络VANET(Vehicular Ad Hoc Network)作为一种新型的移动自组织网络,因其在改善道路安全、为驾驶员和乘客提供便利方面的潜力,而引起学术界和工业界的广泛关注。它可以通过提供交通流量、事故通知、危险警告、可能存在的定位偏差、天气等信息来增强道路安全,从而提高交通效率。由于车辆的高速移动会经常引起网络拓扑中断,因此一个设计良好的路由协议至关重要。提出了一种适用于车辆自组织网络环境的基于分簇的路由协议,设计并实现了一种基于亲和传播算法的分簇组网模型V-APC(VANET-Affinity PropagationClustering)。通过重新定义亲和传播算法的相似函数,设计了簇头的选择过程、簇的形成过程还有簇的维护过程。结果表明:采用上述方法形成的簇,在簇内的通信性能和簇稳定性方面具有显著优势,使得该协议在路由延迟和数据包转发成功率方面表现优异。

摘要： 为解决由于传感器网络中节点距离长、部署复杂程度高,导致数据传输不稳定、耗能大的问题,提出了基于分簇算法的传感器网络大数据传输优化方法。结合传感器参数和覆盖范围计算出动态簇头和簇成员间距离,总结出最优动态簇头数量,提高能量利用率。通过最小路径法判定初始节点,计算直接传输及间接传输方式的节点能耗,根据二者对比结果选择耗能最小的传输路径,实现数据传输的优化。仿真分析结果表明,所提方法平均需要26次即可完成80个传感节点数据信息的传输工作,在传输轮数为160时传输节点数量为750,传感器耗能为260 kWh。所提方法耗能更低、传输效率更快,在多个方面优化了大数据传输性能。

摘要： 在车联网(vehicle-to-everything,V2X)中,感知与安全类数据的高速下发与共享对道路交通安全至关重要。然而,车辆高速移动所引起的通信链路不稳定,会导致现有的基于车辆位置信息上报的通信资源分配方法不再高效。为此,提出了一种基于通信节点无线感知辅助的车联网下行无线资源分配方法。首先,构建了通信与感知资源正交下的通信模式选择与无线资源分配联合优化问题;之后,为解决这一问题提出了基于Delaunay三角划分的分簇通信模式选择与基于改进图着色的资源分配策略,以实现下行吞吐量的提升;最后,仿真分析了无线感知估计误差、车辆数量对算法性能的影响。仿真结果表明,与传统方法相比,所提算法在相同感知带宽资源占比下可获得更好的下行通信性能增益,并能够承受更大的感知误差对性能的影响,同时,所提算法的计算复杂度较低,可节省网络算力资源。

摘要： 在现有的车对车(Vehicle-to-vehicle,V2V)通信中,由路边单元(Road Side Unit,RSU)实现局部道路区域内车辆的分簇通信无法满足全局分簇通信的稳定性和局部区域快速分簇的要求。为解决上述两个问题,本文提出了一种基于平均链路依赖度的软件定义车联网分簇算法,并依据该算法设计、实现了车辆节点加入/离开簇、簇内以及簇间的通信协议,最后对方案进行了性能分析。与现有算法相比,该算法的平均簇头持续时间在城市道路和高速公路两种场景分别提升了44%和68%。

摘要： 在超大规模数据集的分簇管理上,存在大数据获取、存储、检索、分析和可视化等困难.面对爆炸式增长的数据,利用分布式、并行计算原理,在MapReduce模型的基础上构建并行粒子群优化算法(PSOC-MR),实现对超大规模数据的有效分簇处理.实验结果表明,PSOC-MR算法在集群节点数量与数据集大小等比例增加的情况下呈现良好的可扩展性,能在保持分簇质量的同时呈现线性加速,该算法可有效解决超大规模数据集的分簇问题,实现低成本、高性能的商用大数据分析.

摘要： 数据传输与通信算法是当前船联网研究中的重要方向,为解决船联网中数据传输时延长、无线传输功率低的问题,本文提出了一种改进的船联网智能数据传输和通信算法.首先,利用分簇算法对所有船舶实施分簇,选取每簇最优的簇头;然后,建立基于位置和速度信息的船舶通信组网方式,应用粒子群(PSO)算法实现对最优路径的选择,实现海洋观测数据的快速回传;最后,通过实验仿真验证了本文所提方法的有效性.

摘要： 基于5G毫米波应用频段,开展了全向天线、喇叭天线以及阵列天线的信道测量与信道参数对比分析研究.利用空间交替广义期望最大化(space-alternating generalized expectation-maximization,SAGE)算法提取了多径信道参数,包括多径时延、到达角、多径强度等,基于多径分量距离(multipath component distance,MCD)对多径分量进行了分簇结果的对比,对比分析了相同测量点处不同天线形式得到的信道参数差异.结果表明,同场景下不同天线的信道参数测量结果会有较大差别,全向天线路损指数最小,阵列天线均方根(root-mean-square,RMS)时延扩展和RMS角度扩展均最小,喇叭天线可以得到较多的簇.本文为5G毫米波频段信道建模提供了不同天线形式信道参数结果对比分析数据.

摘要： 在部分节点移动的网络环境下,分析了传统静态无线传感器网络分簇算法对节点移动环境下成簇的失效性,给出了影响簇头质量的性能参数集,并提出了基于簇头质量的移动无线传感器网络分簇算法.该算法根据节点活动性、平均邻居距离、节点度偏差及信道质量等簇头性能的影响因子,通过加权的方法计算出簇头质量,在分布式传感网区域内簇头质量最大的节点将竞争成为簇头.通过理论分析和仿真对比表明,与LEACH算法相比该分簇算法降低了平均延迟,延长了网络生命期,并验证了该算法对动态拓扑具有适应性.

摘要： 本文提出了一种基于访存位置对指令进行分簇的算法,可以显著提高FFT 等计算密集型程序的性能.通过分析基本块中每一条load 或store 指令中访问内存的基址和偏移量,能够获得任意两条访存指令之间的关系.然后经过数据流分析,对基本块分别进行一次正向扫描和逆向扫描,将基本块中的每一条指令的操作数绑定到一个运算簇上.实验结果显示,本文中的算法相比已有的传统分簇算法可以获得13.57 倍的性能提升.

摘要： 为了解决热区问题和单点失效问题,提出一种新的无线传感器网络分簇算法.算法将网络划分为非均匀的栅格,每个栅格的节点分别构成一个簇,根据节点失效概率确定栅格簇首的数目,并由栅格的多个簇首协作完成该栅格节点的数据收集.算法通过调整各个栅格可参与簇首轮换的节点的数目,从长远均衡节点之间的能耗.通过建立包含多个簇首的簇,算法降低了簇成员对单个簇首的依赖性.此外,算法还采取了一些降低能耗的措施.实验结果表明,该算法能够达到较高的能耗均衡程度和数据收集可靠性,并可以延长网络的生命周期.

摘要： 蜂窝网络中的D2D(Device to Device)通信可以很好地解决频谱资源紧张的问题,为进一步提高D2D通信的效率,节省网络终端的能量消耗,本文研究了一种适合于蜂窝网络中D2D通信下的多播分簇算法GMCA(Geography-based Multicast Cluster Algorithm,GMCA),其主要思想是根据终端的地理位置信息,将网络分为三个区域,然后再根据区域进行簇头的选择.此多播分簇算法复杂度较低,并且簇头分布均匀,个数适当.能量问题是D2D通信研究中的一个关键问题之一,为提高能量有效率,在此基础上我们还进一步研究了一种考虑终端剩余能量的多播分簇算法EE-GMCA(Energy Efficient GMCA,EE-GMCA),有效地解决了网络能耗不均匀的问题.仿真结果表明,新的多播分簇算法减少了D2D通信的能量开销,延长了D2D通信的运行时间,降低了终端死亡的概率,使网络的分层结构更加稳定,更加有利于蜂窝网中D2D通信的实现.

摘要： 将群智能优化算法引入无线传感器网络分簇路由协议的设计能有效地节约节点能量和提高分簇效率。针对基本人工鱼群算法在运算速度方面的不足，提出了一种基于动态人工鱼群优化的无线传感器网络分簇算法，算法为了同时具有较好的全局搜索和局部寻优能力，更快地得到最优分簇结果，在一次迭代进化中除了考虑人工鱼的觅食行为、聚群行为和追尾行为的寻优结果之外，还动态调整人工鱼的视野范围和前进步长两个重要参数。仿真结果证明，与LEACH，LEACH-C，AFSO算法比较，由于计算量的减少和计算速度的提高，此算法能有效地延长网络生命周期和减少能量消耗。

摘要： 目前我国的建筑能耗逐年增长,对能耗进行监控管理迫在眉睫,本文设计了一套楼宇自动化监控系统,通过该系统对建筑物的能源消耗、环境参数、人员流量、窗户的开关状态进行实时监测以及对空调、新风、吊扇、照明等末端节点进行控制.在监控系统设计中,采用低压电力线的通信方式进行数据传输.为扩大电力线通信距离,缩短组网时间,提高系统通信的可靠性,本文在分簇算法的基础上提出了一种基于节点间距离改变组网时间的方法.以安装能耗监控系统的一栋办公建筑作为案例,证明了该组网方式的有效性.

摘要： 根据无线传感器网络应用特征，提出一种基于事件区域的成簇模型，并针对此模型采用能量最佳原则EAECA(Event-Area Based Energy Optimum Clustering Algorithms) 实施簇头选举，以事件区域内活跃节点作为成簇对象，选择能量最佳节点作为簇头组织成簇;通过仿真，从网络能量利用效率和簇头平均能耗两个方面，分析了EAECA 成簇算法与低功耗自适应集簇分层型协议算法各自的特点；结果表明，事件区域EAECA算法能够很好的均衡网络中节点的能量消耗，改善能量利用效率，使网络更具稳定性，延长网络的有效寿命。

摘要： 针对传感器网络中集中式异常检测算法能耗过高的问题,提出了基于分簇的传感器网络异常检测算法.对网络进行分簇,簇内节点将采样数据传至簇头,簇头节点保持节点的部分历史数据并进行节点间相似性比较,没有达到给定支持度的数据就是异常数据.对于异常数据可以直接丢弃,不用传回基站以节约能量开销.该算法在网内对传感器网络进行数据处理,避免将所有采样数据传往基站.实验结果表明:该算法可以有效节约节点能量开销,延长传感器网络生命周期.

摘要： 针对传感器网络中集中式异常检测算法能耗过高的问题,提出了基于分簇的传感器网络异常检测算法.对网络进行分簇,簇内节点将采样数据传至簇头,簇头节点保持节点的部分历史数据并进行节点间相似性比较,没有达到给定支持度的数据就是异常数据.对于异常数据可以直接丢弃,不用传回基站以节约能量开销.该算法在网内对传感器网络进行数据处理,避免将所有采样数据传往基站.实验结果表明:该算法可以有效节约节点能量开销,延长传感器网络生命周期.

摘要： 针对传感器网络中集中式异常检测算法能耗过高的问题,提出了基于分簇的传感器网络异常检测算法.对网络进行分簇,簇内节点将采样数据传至簇头,簇头节点保持节点的部分历史数据并进行节点间相似性比较,没有达到给定支持度的数据就是异常数据.对于异常数据可以直接丢弃,不用传回基站以节约能量开销.该算法在网内对传感器网络进行数据处理,避免将所有采样数据传往基站.实验结果表明:该算法可以有效节约节点能量开销,延长传感器网络生命周期.

摘要： 本发明公开了一种带有局部簇重构的非均匀分簇路由算法，根据节点到达汇聚节点的跳数对网络划分层次,综合考虑节点剩余能量和位置等因素的影响,在每个层次中通过竞选方式产生簇头，在每轮的数据传输阶段,根据距离汇聚节点的远近程度,各个层次以不同的频率在本层内部进行局部的簇重构,从而减少因簇重构产生的能量消耗。最后,构建了多跳传输路由负责簇内和簇间的数据转发。本发明能有效地均衡网络负载和延长网络生命周期。

摘要： 本发明提出一种基于亲和传播算法的路由分簇方法及装置，方法包括根据接收到的信标消息和车辆节点所处的状态，每个车辆节点周期性的执行分簇流程，分簇流程包括步骤：S1、车辆节点通过广播信标消息的方式来通告自己的分簇参数指标，与此同时，接收来自邻居车辆节点的信标消息来获得其它车辆节点的分簇参数指标，并且，通过信标消息识别单跳距离内速度和方向相似的车辆，为车辆节点建立邻居列表；S2、车辆节点依据其当前所处的状态，从簇头选择策略、簇形成策略和簇维护策略中选择一个执行，获得分簇的结果；S3、车辆节点在需要时通过数据消息与目标车辆节点通信。本发明能够在适当的路由开销下实现较好的簇稳定性和通信性能。

摘要： 本申请公开了一种基于分簇递归算法的电气拓扑识别方法，应用于基于载波通信技术的低压电力线用电信息采集系统，该系统包括集中器、电表、采集器以及在物理线路开关处安装的开关监控装置，开关监控装置具备载波通信功能及电物理量的采集功能，集中器、电表、采集器以及开关监控装置初始化，建立电力线通信网络，所有设备在通信网络中成功组网，由集中器中的载波主模块CCO，通过比对载波节点的三相过零时间点进行相位识别和台区识别，获取整个台区的设备所属的相位信息以及台区归属信息，集中器根据台区拓扑识别指令，通过载波主模块CCO启动物理拓扑识别。本申请可准确获取低压电力线的物理线路关系，为基于该物理线路关系的应用提供依据。

摘要： 本发明公开了一种带有局部簇重构的非均匀分簇路由算法，根据节点到达汇聚节点的跳数对网络划分层次,综合考虑节点剩余能量和位置等因素的影响,在每个层次中通过竞选方式产生簇头，在每轮的数据传输阶段,根据距离汇聚节点的远近程度,各个层次以不同的频率在本层内部进行局部的簇重构,从而减少因簇重构产生的能量消耗。最后,构建了多跳传输路由负责簇内和簇间的数据转发。本发明能有效地均衡网络负载和延长网络生命周期。

摘要： 本发明公布了一种面向电力物联网的基于GMM算法的高能效分簇多跳路由算法，其涉及分簇和多跳路由问题，本发明不依赖先验条件的分簇算法，以减低物联网设备的能耗和节约信道资源，大大地节省了节点计算的时间和需要消耗的资源，同时能够达到更好的效果。

摘要： 本发明涉及一种基于双簇头聚类分簇和数据融合的无线传感器网络路由算法，包括无线传感器节点组1，汇聚节点2，其特征在于：无线传感器节点组1包括在200米*200米的正方形区域中随机分布的200个无线传感器节点，分别用N_i表示,i=1，2，…,200；设共有10个簇，分别用C_j，j=1,2，…,10；N_i属于并且只属于某一个簇C_q,q为1,2，…,10中的一个；其针对LEACH协议簇头随机选取造成的簇头分布不均匀，研究一种基于聚类的双簇头分簇算法，以优化无线传感器网络的能量消化，延长网络的生命周期；首先利用聚类算法将整个网络区域的节点分为若干个类（即以后的簇），然后再在簇中分别选择第一簇头、第二簇头，第一簇头用于向汇聚节点发送数据，第二节点用于数据融合。

摘要： 本发明公布了一种面向电力物联网的基于GMM算法的高能效分簇多跳路由算法，其涉及分簇和多跳路由问题，本发明不依赖先验条件的分簇算法，以减低物联网设备的能耗和节约信道资源，大大地节省了节点计算的时间和需要消耗的资源，同时能够达到更好的效果。

摘要： 本文公开了一种基于移动性权重分簇算法的智能停车位选择方法，其特征在于，包括如下步骤：1）最佳停车场选择评价指标的确定；2）最佳停车位选择；3）确定方案的属性决策矩阵；4）评价指标属性权重的确定；5）确定加权标准化决策矩阵；6）正负理想解的确定；7）相对接近度的计算；8）相对接近指数的确定。这种方法能提高信道利用率、节约汽车用户的停车时间、提高停车效率、缓解停车场周围的交通压力。

摘要： 本发明公开了一种基于分簇算法的载波通信系统的路由组网方法。该方法通过计算电力线载波通信网络中各个节点的节点可靠度；主干树初始化过程：根据所述各个节点的节点可靠度选择主干树的簇头节点，并形成主干树和确定所述簇头节点的初始组内成员；簇半径调整过程：采用簇半径自适应调整方式进行非均匀分簇和调控簇规模，并实时更新所述节点可用阈值；判断是否所有节点均入簇，若是则完成路由组网，若否则重新执行所述主干树初始化过程和簇半径调整过程。本发明技术方案提高了大规模载波通信系统的稳定性和可靠性。

摘要： 本发明提供了一种基于支持向量机的VANET分簇算法，属于车联网分簇技术领域。解决了车联网VANET中车辆结点的高移动性导致网络拓扑结构的不稳定和受限的移动轨迹等问题。其技术方案为：包括以下步骤：步骤一、车辆结点属性特征参数的提取及支持向量机的构造；步骤二、使用AP聚类算法进行初始时刻簇头结点选取；步骤三、使用支持向量机完成道路车辆结点的入簇；步骤四、车辆行驶途中的簇维护操作；步骤五、簇头车辆结点行驶结束后，依据统计的簇中结点存活时间调整优化簇头结点支持向量机参数。本发明的有益效果为：本发明提高簇的稳定性；能自身完成快速入簇判断。