基于蚁群的无线传感器网络路由算法

针对无线传感器节点能量、通信能力及计算能力有限等特点,将蚁群算法应用于无线传感器网络,提出一种改进的蚁群路由算法,考虑了节点的能量、距离、通信半径和传输方向等参数.实验结果表明:该算法有效地减少了网络能量消耗、节点死亡数、路由跳数和数据传输的路径长度,延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

基于多路径蚁群算法的无线传感器网络的路由

针对能量控制在无线传感器网络路由上的特殊要求,为了促使网络节点能量消耗相对均衡,将基本蚁群算法(ACS)应用于无线传感器网络的路由,提出一种基于多路径蚁群算法的无线传感器网络的路由(MACS).该算法利用蚁群的自组织、自适应和动态寻优能力,通过蚂蚁并行地寻找从源节点到达目的节点的最优路径和次优路径,使得网络中的节点不需要维护全局信息,形成多条传榆路径,延长了整个网络的生命期.仿真结果表明,该算法和定向扩散路由(DD)、基本蚁群算法及极大一极小蚁群算法(MMAS)相比,在路由代价和节能方面效果显著.     

基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)路由中,节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少,严重影响网络的生存时间。为此,将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合,提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇,然后以需要传输数据的节点为源节点,汇聚节点为目标节点,利用蚁群优化算法进行多路径搜索,搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素,最后选出满足条件的多条最优路径,完成源目的节点间的信息传输。实验表明,该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离,能有效延长无线传感器网络的生存期。     

蚁群算法在无线传感器网络路由中的应用研究

设计合理的路由算法是无线传感器网络中的核心问题之一。基于蚁群算法提出了一种可用于无线传感器网络的单播路由算法,该算法利用蚁群算法正反馈及分布式计算的特点寻找从源节点目的节点的最少跳数路径。仿真实验证明了该算法是合理的及有效的,具有可扩展性的特点,同时在收敛速度和鲁棒性上优于典型的单播路由算法。     

基于改进蚁群优化算法的无线传感器网络路由研究

无线传感器网络为能量受限系统,为了促使网络节点能量消耗相对均衡,将蚁群优化(ACO)算法应用于无线传感器网络的路由选择,提出一种基于能量均衡的无线传感器网络路由算法。该算法将节点能量作为转移概率规则启发因子,通过计算转移概率和适应度值找到最优路径。仿真结果表明:该算法可以显著减低网络总能耗,从而延长无线传感器网络的生命周期。     

WSN中基于最大最小化的优化路由算法

无线传感器网络(WSN)由能量受限的节点组成,需要设计路由算法优化节点的能耗。文章以最大化网络生存时间为目标,基于最大最小化模型提出了优化路由算法,定义了数据发送矩阵,设计了转发节点选择机制,以避免路由回路;基于节点收发数据的能耗及剩余能量,设计了求解优化路由的数学规划模型,优化了传感器节点的数据发送路径和发送量,均衡了节点的能量消耗。仿真结果表明,该算法能有效地均衡节点的能耗,延长网络生存时间。     

伪三维的地理位置无线传感器网络路由算法

针对实际应用中传感器网络大多分布在山地丘陵等起伏地势环境下,在研究基于地理位置路由算法的基础上,结合无线传感器网络分布的地势环境,提出了伪三维的地理位置无线传感器网络路由算法。该算法利用电子地图,计算节点间沿起伏地势的近似最短路径,路由过程中根据地理位置信息选择下一跳时,用当前节点和邻居节点到目标节点在起伏地势上的最短路径代替空间欧氏距离。实验仿真证明,与目前使用较多的三维贪婪路由算法相比,该算法能有效减少数据在转发过程中的路由跳数。     

基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法

通过路由算法减少节点的能耗、延长网络的寿命是无线传感器网络的研究重点之一。探讨了能量高效的分层无线传感器网络路由算法,提出一个基于地理位置信息静态分簇,根据节点剩余能量及节点在簇内的位置选择簇头的分层路由算法(GSCH),适用于静态无线传感器网络。仿真实验结果表明该路由算法有效地减少分簇成形及簇首选择的能耗,延长了整个网络的寿命。     

井下无线传感器网络最小跳数路由改进算法研究

针对经典无线传感器网络最小跳数路由算法存在节点能耗高、网络生存周期较短的问题,提出了一种最小跳数路由改进算法。该改进算法在梯度场建立阶段设置节点延时计时器;在数据传输阶段综合考虑节点能耗的有效性和均衡性,依据能量代价函数,动态选择唯一中继节点,构建一条从信源节点到Sink节点能量代价最小的路径。仿真结果表明,该改进算法进一步降低了节点能耗,延长了网络寿命,能够满足井下无线传感器网络路由需要。     

基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法

如何在资源受限的无线传感器网络中进行高效的数据路由是无线传感器网络研究的热点之一。基于群智能优化技术的蚁群优化算法被广泛应用于网络路由算法。提出一种无线传感器网络蚁群优化路由算法,能够保持网络的生存时间最长,同时能找到从源节点到基站节点的最短路径;采用的多路数据传输也可提供高效可靠的数据传输,同时考虑节点的能量水平。仿真结果表明:提出的算法延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

采用角度因子的蚁群优化多路径路由算法

为均衡能量消耗、提高数据传输的可靠性,提出采用角度因子的蚁群优化多路径路由算法（ACOMP）。在密度递减节点部署策略的基础上,为避免能量“热区”,优化蚁群算法进行多路径搜索,搜索过程加入节点间的角度因子进行路径方向引导。基于对选出的各较优路径实时能量的感知,建立多路径决策模型,使得源节点可以选择当前性能最好的路径进行较可靠的数据传输。同时为避免路由空洞,定义修复蚂蚁并结合反馈机制使得路径保持良好状态。仿真结果表明：提出的算法可以实现节能、可靠的路由,并可均衡整个网络的能量消耗。     

Transient chaotic neural network-based disjoint multipath routing for mobile ad-hoc networks

Due to mobility of wireless hosts, routing in mobile ad-hoc networks (MANETs) is a challenging task. Multipath routing is employed to provide reliable communication, load balancing, and improving quality of service of MANETs. Multiple paths are selected to be node-disjoint or link-disjoint to improve transmission reliability. However, selecting an optimal disjoint multipath set is an NP-complete problem. Neural networks are powerful tools for a wide variety of combinatorial optimization problems. In this study, a transient chaotic neural network (TCNN) is presented as multipath routing algorithm in MANETs. Each node in the network can be equipped with a neural network, and all the network nodes can be trained and used to obtain optimal or sub-optimal high reliable disjoint paths. This algorithm can find both node-disjoint and link-disjoint paths with no extra overhead. The simulation results show that the proposed method can find the high reliable disjoint path set in MANETs. In this paper, the performance of the proposed algorithm is compared to the shortest path algorithm, disjoint path set selection protocol algorithm, and Hopfield neural network (HNN)-based model. Experimental results show that the disjoint path set reliability of the proposed algorithm is up to 4.5 times more than the shortest path reliability. Also, the proposed algorithm has better performance in both reliability and the number of paths and shows up to 56% improvement in path set reliability and up to 20% improvement in the number of paths in the path set. The proposed TCNN-based algorithm also selects more reliable paths as compared to HNN-based algorithm in less number of iterations.     

一种WMSNs能量感知QoS路由机制设计

随着对监测数据的要求越来越高,多媒体传感器网络具有广泛的应用前景。由于多媒体信息对QoS的要求比较高和网络对能量的依赖较大,使得无线多媒体网络中QoS问题的研究极具挑战性。从网络层角度提出一种基于能量感知的可靠路由机制,通过充分考虑节点的剩余能量和路径的可靠性,选择相应的路由,从而提高了对网络资源的利用和网络的可靠性。仿真实验显示该机制能有效提高传输的可靠性,降低网络通信开销。     

Implementation of energy efficient circuit design using A* algorithm in embedded network

In wireless sensor network, the routing path plays a prominent role in network resource utilization. Since, the nodes in network are open to physical abuse an effective routing protocol is necessary to improve data reliability in network and to overcome node data link disconnection. In this paper, we propose to implement A*EEDDP (Energy Efficient Distributed Diffusion protocol) to improve data reliability and increase network lifetime. The A* algorithm determines the shortest routing path between source node and destination node. In addition, the routing path determine with respect to parameters such as energy consumed for communication, residual energy of nodes and the time over which the nodes can support the routing path. The combined A*EEDDP implement in testbed and performance evaluate interms of network lifetime, throughput, packet delivery ratio, energy efficiency and end to end delay. The A*EEDDP performs better compared to other algorithm and achieves higher packet delivery ratio of 97%.     

Sensor-centric energy-constrained reliable query routing for wireless sensor networks

Standard wireless sensor network models emphasize energy efficiency and distributed decision-making by considering untethered and unattended sensors. To this we add two constraints—the possibility of sensor failure and the fact that each sensor must tradeoff its own resource consumption with overall network objectives. In this paper, we develop an analytical model of energy-constrained, reliable, data-centric information routing in sensor networks under all the above constraints. Unlike existing techniques, we use game theory to model intelligent sensors thereby making our approach sensor-centric. Sensors behave as rational players in an N-player routing game, where they tradeoff individual communication and other costs with network wide benefits. The outcome of the sensor behavior is a sequence of communication link establishments, resulting in routing paths from reporting to querying sensors. We show that the optimal routing architecture is the Nash equilibrium of the N-player routing game and that computing the optimal paths (which maximizes payoffs of the individual sensors) is NP-Hard with and without data-aggregation. We develop a game-theoretic metric called path weakness to measure the qualitative performance of different routing mechanisms. This sensor-centric concept which is based on the contribution of individual sensors to the overall routing objective is used to define the quality of routing (QoR) paths. Analytical results on computing paths of bounded weakness are derived and game-theoretic heuristics for finding approximately optimal paths are presented. Simulation results are used to compare the QoR of different routing paths derived using various energy-constrained routing algorithms.     

顾及节点聚集能力的引力场动态路由方法

研究高效的动态路由选择方法对提高网络吞吐量及缓解交通拥塞程度至关重要。为此,从引力理论角度,本文深入分析了网络交通传输过程中节点对交通流的聚集作用,考虑节点自身及其邻居节点的畅通程度及传输路径长度,建立节点对交通流的引力模型,进而提出一种顾及节点聚集能力的引力场动态路由方法。为检验方法有效性,对不同路由策略进行对比仿真实验。结果表明,与最短路由算法相比,本文路由算法较大地提高了网络的吞吐量,算法具有较好地稳定性和可靠性。     

基于网络可靠性指标的QoS路由算法

针对网络链路的可靠性在网络设计中的重要性,提高网络中所选路径的可靠性,提升业务性能,提出了一种基于网络可靠性指标的路由算法(BRI).该算法综合考虑了链路的可靠性,带宽等方面的因素,对网络链路的可靠性进行了深入的研究,找出了能提升业务性能、提高可靠性的路由.建立了网络拓扑结构的数学模型,描述了具体的路由算法,最后给出了数值仿真实例.仿真结果表明,算法在提高所选路径的可靠性、提升业务性能,有效利用网络资源等方面是可行的和有效的.     

基于链路可靠性的两跳QoS路由

针对工业无线传感器网络对路由协议的QoS要求，研究了一种基于链路可靠性的两跳QoS路由（Link-Reliability Based Two-Hop Routing for QoS Guarantee in Industrial Wireless Sensor Networks， LRTHQR）.采用两跳速度策略和数据优先级调度策略提高实时性，采用改进的信任评估模型以选择可信路径进行路由，采用基于接收功率的链接概率和数据包重传次数作为衡量链路可靠性的指标，同时采用能够综合考虑节点剩余能量和转发能耗的转发策略，以改善网络寿命.仿真结果显示：与未考虑链路可靠性的NCSRT （NodeCredible Security Routing for IWSN Based on THTR）算法相比， LRTHQR算法在丢包率、时延以及包平均能耗方面有着明显优势；与同样侧重QoS要求的LRTHR （Link-Reliability based Two-Hop Routing）算法相比， LRTHQR算法在截止期错失率、路由开销以及包平均能耗方面有着显著提升.     

LEACH协议在矿井环境监测系统中的改进

论文主要研究了无线传感器网络路由技术在矿井环境下的应用.针对矿井巷道洞穴式拓扑、环境恶劣等特点,对LEACH算法加以改进,提出了一种可靠的能量高效的路由算法LEACH-MMS.它采用非均匀成簇的策略,并结合单跳、多跳两种传输方式进行数据传输,有效地改善了网络可靠性、可扩展性以及能耗不均等问题.仿真结果表明,与LEACH算法相比,该算法在一定程度上提高了通信质量、均衡了网络能耗,有效延长了网络的生命周期.     

基于博弈论能耗均衡的WSN非均匀分簇路由协议

在无线传感器网络(WSN)的分簇路由算法中,节点间能耗不均容易引发 “能量空洞”现象,影响整个网络的性能。针对这个问题,提出了一种基于博弈论能耗均衡的非均匀分簇路由(GBUC)算法。该算法在分簇阶段,采用非均匀分簇结构,簇的半径由簇头到汇聚节点的距离和剩余能量共同决定,通过调节簇头在簇内通信的能耗和转发数据的能耗来达到能耗的均衡;在簇间通信阶段,通过建立一个以节点剩余能量和链路可靠度为效益函数的博弈模型,利用其纳什均衡的解来寻找联合能耗均衡、链路可靠性的最优传输路径,从而提高网络性能。仿真结果表明:与能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法和非均匀分簇节能路由(UCEER)算法相比,GBUC算法在均衡节点能耗、延长网络生命周期等性能方面有显著的提高。