一种基于剩余能量的无线传感器网络分簇协议

在无线传感器网络中,分簇技术可以实现高效的能量利用、方便的数据融合、灵活的网络扩展。簇首作为簇的中心,负责收集簇成员的数据,簇首消耗的能量远大于簇成员,因此,簇首的选择至关重要。提出了一种基于剩余能量的分簇协议（CPRE）,该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,并采用簇间转发的方式将数据发送到基站。仿真结果表明：该协议能够显著地延长网络的生存时间,其性能明显优于LEACH协议。     

基于非竞争式簇首轮转的WSNs分簇优化方法

针对LEACH协议中节点网络能量效率低的问题,建立了分簇协议的能耗模型;基于对簇首竞选能耗和不同节点能耗差的分析,提出了一种基于非竞争式的WSNs簇首轮换方法:在每一个轮转周期的第一轮中竞选一次簇首,其余轮中采取固定轮转的方法依次让其它节点充当簇首;同时合理设置每轮中的数据收集次数,以便有效降低网络簇首竞选能耗;理论分析和仿真实验表明:改进的分簇算法能够有效地改善WSNs分簇协议的总能耗性能。     

基于簇首成链的低能耗层次路由协议

在LEACH协议中,活动节点的数量和簇首间通信距离是影响网络生命周期的两个重要因素。在LEACH协议的基础上设计了一种基于簇首成链的低能耗层次路由协议,该协议将网络分层成簇,簇首节点将簇内距离相近、收集信息相似的节点划分为“相似”群,群内节点按序号每次只有一个节点发送数据到簇首,减少了簇内活动节点的数量,降低了簇首负载;同时簇首间引入了链式通信。理论证明和仿真结果都表明,该算法能够均衡网络能耗,延长网络生命周期。     

一种负载均衡的分簇路由协议

在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务从簇首中分离.簇首负责簇内的数据收集和融合,网关负责簇间数据传输.实验结果表明,改进后的协议能有效地均衡网络中的负载,并显著地延长网络的生存时间.     

一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议

为了更好地节省无线传感器网络的能量消耗,完成网络数据收集的使命,提出了一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议(novel energy-efficient data gathering protocol,NDGP)。协议中簇生成阶段确定了近优簇半径、簇内工作节点数量的计算依据。以此为基础,节点综合自身剩余能量和到基站的距离竞争簇首,簇首在保证簇内覆盖率的前提下,选择关闭冗余节点,以达到网络节能的效果;接着以基站为中心按层往外有序地完成簇间多跳路由的建立。与另外两种数据收集协议(LEACH,DEEC-MR)进行仿真对比,结果表明NDGP能生成簇分布均匀的网络拓扑,有效降低了网络的运行能耗,延长了网络寿命。     

高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议

提出了一种分布式的高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议DEEG.此协议中节点自主地根据其剩余能量以及邻居节点的信号强度来竞争簇头,同时为了减小簇头节点的能量开销,簇头之间以多跳方式将收集到的数据发送到指定的簇头节点,然后通过该节点将整个网络收集的数据发送到基站.此外,该协议还提出了一种简单的簇覆盖方法,使得当节点密度提高时,传感器网络寿命相应于节点数量呈线性增长.实验证明,在没有使用簇覆盖方法的情况下,DEEG协议与其他两种数据收集和聚合协议(LEACH,PEGASIS)相比,在最好情况下,其网络寿命分别提高达1800%和300%,并且由于DEEG协议使得所有节点集中于最后40轮内全部死亡(网络寿命定义为最后一个节点死亡),因此,使用DEEG协议的传感器网络其监测结果具有很高的可靠性.     

基于聚簇的多跳路由协议的研究

为适应大规模无线传感器网络的应用，进一步均衡网络中节点负载，提出一种基于聚簇的多跳路由协议（CBMRP）。协议基于聚簇的思想，簇首进行簇内数据融合后，结合一简单的启发函数和网关剩余能量选取合适的网关，将融合后的数据利用网关在簇首间转发，最终传送到基站。协议充分考虑了数据冗余性的消除及数据传输过程中节点能耗的均衡，可进一步延长网络生命周期。     

基于簇的路由协议比较

路由协议作为无线传感器网络(WSNs)中的核心技术往往是研究的重点,现今有很多不同的高效路由协议已经提出.在参数选择和方法方面,每种路由协议都不同,都有自己的选取方式.基于簇的路由协议是著名的路由方法之一,在该结构中,簇首节点收集簇中其他节点的信息进行数据融合处理,然后将融合后的信息发送给基站.有必要对一些典型的分簇结构算法进行比较研究.     

基于分区的能耗均衡路由协议

为了均衡无线传感器网络的节点能耗,增强网络稳定性,设计并实现了一种基于分区的能耗均衡路由协议.该协议设计了一种优化的分区算法,将节点基于分区划分而形成簇,解决了先前协议中簇的个数和分布的随机性问题;在选举簇首时,综合考虑了节点剩余能量、簇内节点能耗均衡、簇内部总能耗三个方面,采用三级簇首选择机制,选择的簇首既能均衡节点能耗,又可以降低簇群总能量消耗;在数据转发时,普通节点选择距离最近的簇首,在不超过通信距离阀值时,簇首可以隔层选择下一跳簇首,有利于缓解无线传感器网络的"热区效应".仿真结果表明:相比MEET和DREEM-ME路由协议,该协议能更好地均衡节点能耗、增强网络稳定性、改善网络服务质量.     

一种新的基于动态最优簇数目的WSN分簇协议

针对低功耗自适应分簇(LEACH)协议不足,提出一种新的分簇协议,称为动态最优簇数目(DONC)分簇协议。在分簇阶段,它能够根据网络中剩余节点个数来确定最优簇数目而不是固定值,并在簇首选择中充分考虑节点能量和地理位置因素;在传输阶段,采用改进的簇首链式转发。仿真表明,协议能保证簇数目始终保持最优状态,并且簇首在网络中均匀分布,有效延长网络的生存期。     

WSN中基于学习自动机的簇头选举算法

为均衡无线传感器网络节点能耗和网络负载,提出了一种基于学习自动机的簇头选举算法.该算法考虑节点的能量消耗及其与邻居节点的状态信息,在选举簇头时,通过把节点的剩余能量与平均能量相比较以及把节点的相互距离与平均距离比较,来更新学习自动机选择动作概率,以提高有利节点选举为簇头的概率.仿真结果表明,该算法在簇头的分布上更加合理,同时也减少了网络的能量消耗,延长了网络生存期.     

Cluster-based Intrusion Detection in Wireless Ad-Hoc Networks

There are inherent vulnerabillties that are not easily preventable in the mobile Ad-Hoc networks.To build a highly secure wireless Ad-Hoc network,intrusion detection and response techniques need to be deployed;The intrusion detection and cluster-based Ad-Hoc networks has been introduced,then,an architecture for better intrusion detection based on cluster using Data Mining in wireless Ad-Hoc networks has been shown.A statistical anomaly detection approach has been used.The anomaly detection and trace analysis have been done locally in each node and possibly through cooperation with clusterhead detection in the network.     

基于簇和随机漫步的多路径路由算法

针对无线传感器网络中已有的路由算法的不足,提出了一种基于簇和随机漫步的多路径路由算法;首先,利用改进的基于权值的分簇算法对网络分簇;然后,利用改进的随机漫步算法构建从簇首到汇聚节点的多条不相交路径;最后,根据每条路径的性能参数(节点剩余能量、路径能耗等)动态地选择一条路径进行数据传输;仿真结果表明,该算法可以有效地平衡网络负载和延长网络生存期。     

一种新型基于分簇的能量高效数据收集和融合协议

提出一种能量高效的数据收集和数据融合协议(CEDGAP),它基于分簇路由机制,在网络分簇形成之后加入了簇内节点度的控制机制,网络中将会产生一定数量的休眠节点和休眠区域,在数据传输阶段,这些休眠节点不发送数据,它们与处于同一休眠区域的节点在不同轮次间交替被唤醒并往簇头发送数据.文章分析了CEDGAP的影响因素以及协议的时间复杂度.NS-2仿真结果显示,与LEACH相比,CEDGAP提高了网络能耗负载均衡性能,延长了网络生命期.     

无线传感器网络簇内优化的最小跳数路由算法

对无线传感器路由协议的发展过程进行了简要的概述,结合无线传感器节点能量有限的特点,在已有的分层网络模式下,通过对最小跳数路由算法的优化,将其应用于分层网络中的簇内路由,使传感器节点仅需记忆自己唯一的转发节点就可将数据转发至簇头节点,同时引入能量水平这一参数,对低能量节点进行了有效的保护。实验结果表明,此方法能够有效地达到节省节点能量和延长网络寿命的目标。     

一种基于自适应代表节点选择的WSN数据收集方法

采用压缩感知的无线传感网络数据收集方法要求每个节点都参与数据收集,会造成很大的能量浪费.本文提出了一种基于自适应代表节点选择的WSN数据收集方法,在保证压缩感知数据重构精度的同时,减少参与数据收集的节点数.首先,采用主成分分析和混合压缩感知相结合的办法设计稀疏基;然后,通过分析稀疏基的框架势FP(Frame Potential)设计压缩感知的稀疏观测矩阵,从而选择代表节点,以减少参与数据收集的节点数目;最后,根据Sink处数据重构精度,自适应调整稀疏观测矩阵以用作下一时刻数据收集,从而保证数据收集的重构精度.仿真结果表明,该方法有效的降低了网络能耗和数据传输量,同时还保证了每个时刻数据重构的精度.     

WSN中一种基于最优投影的数据收集方案

针对目前基于密集投影数据收集方法的能量浪费问题,根据压缩感知理论提出一种基于最优投影的数据收集方法。该方法在获取各个节点的投影值时考虑了节点的传输开销来设计最优投影矩阵,避免不必要的投影操作,并证明其满足RIP性质,设计一棵具有最小传输代价增加值的数据收集树来实现投影值的收集。仿真实验结果表明,该方法在数据重构精度以及能量开销等方面优于传统的MWSF等方法。     

传感器网络中基于簇的多路径路由协议

针对事件驱动型传感器网络的应用,提出一种基于簇的多路径路由协议CBMRP(Cluster-Based Multi-path Routing Protocol),以平衡节点能耗和提高能量效率。根据应用特点,位于事件区域的节点根据部居节点的分布情况和自身的剩余能量进行簇首竞争;然后,利用蚁群算法有效搜索多路径,并动态地选择一条路径传输数据。此外,该协议还采用一种简单的簇内调度方法,使其在满足监测精度的情况下,通过关闭冗余节点来进一步降低网络能耗。仿真结果表明,与传统协议相比,该协议具有更低的能耗和更长的网络生存期。     

无线传感器网络最小能量簇群构造策略

尽可能延长无线传感器网络（WSNs）的生命周期是设计和部署网络所面临的最大挑战之一。由于节点配备的能量有限，采用分簇方式组织节点可以极大地降低节点与Sink节点通信的能耗。簇群成员节点和簇头的通信方式与簇群的拓扑结构决定整个簇群的能量消耗速度。文中分析了簇群节点采用Multi-hop通信方式时，节点通过中继节点与簇头通信时能量消耗的模型，然后在选择链路的最优跳数的基础上，提出建立最小能量中继链路的方法，实现通信能耗的最小化。对WSNs的设计和实施具有一定的指导意义。