多网关负载平衡及其能源有效性研究

为了提高节点能源使用效率,延长无线移动自组网系统寿命,改进了移动自组网多网关优选算法以平衡各网关负载.研究了负载均衡对网络系统能源消耗的影响,对能源消耗进行定量分析,并对多网关负载平衡性能进行详细分析和理论证明.仿真实验结果表明,采用负载均衡技术的多网关优选算法可以使网络寿命明显延长,系统寿命可达原来的1.45倍.同时,在网络的开销有所增加的情况下,多网关负载均衡的网关优选算法可使网络延迟大幅下降,吞吐量和可达率明显提高.     

一种基于无线传感器网络分簇路由的改进算法

为了提高无线传感器网络能量的有效性,延长网络生命周期,在分析了无线传感器网络路由协议中的LEACH算法和SEP算法机理的基础上,提出了改进型SEP算法．改进型SEP算法能够在能量异构的网络模式下,通过改进选举簇头机制,提高了剩余能量较高的节点当选为簇头的概率,增加了选举簇头节点的合理性,有效地均衡了网络中的节点能耗,延长了网络的生命周期．实验结果表明：改进后的算法与LEACH算法和传统的SEP算法相比,在平衡节点能量和延长网络寿命方面具有更加优越的性能．     

一种WSN中的能耗优化动态路由算法

根据无线传感器网络中因节点有效传输半径对路由选择的制约,提出基于最小生成树(MST)的改进分簇多跳路由算法,改善因路由选择对网络能耗的影响．该算法利用Voronoi图的泊松过程特性优化簇首节点数,并结合MST动态调整簇内外节点的路由发现实现网络能耗优化．仿真结果表明,该算法在开销容忍的前提下,网络负载均衡,并与相同仿真条件下基于LEACH的分层多跳算法相比,更有效地延长了网络寿命,且降低了计算复杂度．     

基于改进蚁群的BP神经网络WSN数据融合算法

为了保证无线传感器网络（WSN）在深井中能有效地工作,提出了一种改进蚁群的反向传播（BP）神经网络WSN数据融合算法（IFA-IACOBP）.通过规划蚂蚁运动方向和引入节点剩余能量对蚁群算法启发因子进行改进,优化蚂蚁下一跳节点选择概率,利用改进后的蚁群算法对BP神经网络进行优化,引入井下WSN数据融合,数据经两级融合处理后,能去除大部分冗余信息.仿真实验结果表明,IFA-IACOBP算法能有效减少网络数据通信量,提高数据实时性,降低网络能耗,延长网络寿命.     

基于节点中心性的移动机会网络网关选择算法

移动机会网络中,为使用户快速从因特网获取数据,需要选择某些合适节点担任网关。研究了移动机会网络网关选择问题。证明了k网关选择判定问题是NP难的。基于移动节点的中介中心性、度中心性、接近中心性,利用贪婪策略,提出了移动机会网络的网关选择算法。实验结果表明,基于节点中心性的3种网关选择算法均可改善网络性能。特别是基于节点接近中心性的算法可使性能得到最大幅度提升;基于节点中介中心性和度中心性的算法的性能受网络规模、需选择网关数目影响不大;基于节点接近中心性的网关选择算法对网络性能的改善幅度随需选择的网关数目的增多而增大。     

无线传感器网络自适应占空比媒体访问控制协议

为了减少无线传感器网络能量耗损,通过分析排队论单服务台排队系统模型,结合已有的低占空比无线传感器网络节点媒体访问控制协议和层次网络的结构特点,提出了一种改进的自适应调节占空比无线传感器网络节点媒体访问控制协议.该协议通过节点的队列模型预测下一周期的数据量,从而能够自适应的调整其占空比,降低网络节点的能量消耗.在网络仿真平台上对改进后协议的性能进行了评估.仿真结果表明,在保持网络性能的前提下,改进后协议比无线传感器网络节点媒体访问控制协议的能耗减少48%,延迟减少21%,吞吐量增加33%,显著地延长了整个无线传感器网络的寿命.     

无线传感网中基于定向游走的压缩感知数据收集算法

对于大规模无线传感网的工程应用,降低网络能耗、延长网络寿命和克服链路丢包成为设计传感网数据收集算法的关键因素。提出一种基于定向游走的稀疏压缩感知数据收集算法,网络节点以环状部署的方式非均匀分布在以Sink为中心的圆形区域内,每次数据收集过程由最外环内的随机唤醒节点发起,逐跳向内环定向游走,直至游走至CS数据缓冲区内结束收集过程。仿真结果表明,采用稀疏定向游走机制对全网数据进行投影采样,可以有效降低网络能耗,延长网络寿命。同时在有损链路环境下,该算法依然具有高精度的重构性能,克服了链路丢包对CS数据收集的影响。     

一种自适应的动态多机制网关发现算法

目前存在的网关发现方法主要有主动的、被动的和综合的网关发现,但在实际应用中当网关数量增加时主动网关发现方法的性能也随之下降;而当通信节点数量增多时被动网关发现引起网络开销大幅度增加;综合网关发现方法为了控制广播公告的范围无法确定一个完全适合任何网络环境的最佳广播半径.因此文中提出了一种自适应的动态多机制网关发现算法,该算法可以根据整个网络的状态进行动态调节网关公告半径,同时通信节点根据信道拥塞和竞争程度选择到达网关的路由,避免因大量通信节点对信道的竞争导致拥塞.实验结果表明,该算法能有效地减少网关发现时的网络开销、避免某些区域通信量过高造成的数据包丢失,进而提高了数据包的投递率.     

一种基于蚁群算法优化的WSN分簇路由算法

为了实现无线传感器网络对节点能量的高效利用,提出了一种蚁群优化的分簇路由算法CRAACA。该算法引入簇内平均剩余能量参数,对簇首选择阈值进行改进,以均衡簇内能耗;根据节点间的位置关系建立节点的可中继节点集,控制蚁群算法的搜索空间;蚁群在对可中继节点集进行路径搜索时考虑节点间的距离和节点的剩余能量,以生成节能和较好均衡网络能耗的多跳网络路由;对生成的多径路由依相应概率选择数据传输的路径,提高数据传输的可靠性。仿真结果表明,该算法在网络能量的利用效率、数据传送成功率,以及延长网络生存周期等方面具有较好的性能。     

改进的基于分簇无线传感器网络的数据聚合算法

为了有效地延长分簇无线传感器网络的寿命,提出了一种改进的解决不均衡能量消耗问题的新算法EESA(Energy-efficient separating algorithm)。在考虑簇间能耗平衡的基础上,根据网络拓扑和能量消耗来计算簇半径,对基本的簇划分方式进行了改进,并通过将单个簇头的任务分配给两个节点完成以实现簇内的能耗平衡的方法从任务分离角度对簇头选举策略进行了改进。仿真结果表明:EESA可以有效避免能量洞问题,并减少整个传感器网络的能量消耗,从而延长了网络寿命。     

增强MANET与Internet互联的改进型网关发现方案

针对单向链路以及盲目广播网关发现分组等原因所致的MANET与Internet互联性能恶化提出了一种改进型网关发现方案.通过交换携带有对称邻居节点列表和非对称邻居节点列表的AODVHELLO分组,全局路由计算中的单向链路被清除而广播风暴也同时得到抑制.结合网关通告分组的自适应覆盖和HELLO发送优化机制,使得网关发现所依赖的广播路由计算的可靠性得到保证而无益的广播则被禁止.基于NS2的仿真结果表明改进型方案能适应动态变化的网络条件和Internet访问需求,以其增强机制为MANET提供更好的Internet连接.     

移动无线传感器网络的能耗均衡路由算法研究

研究了节点移动的无线传感器网络的路由问题,提出了一种能耗更为均衡的改进路由算法.在经典分簇路由算法的基础上进行了改进：一是簇结构的范围限制在自由空间模型的传输临界距离d0半径范围之内,较小范围的簇结构在移动环境能相对保持稳定,还能节省数据传输的能耗;二是簇头采用了复合权值的方式进行选择,权值不仅考虑节点能量,还考虑节点的移动速度和聚集性.仿真实验证明改进后的算法有效提高了无线传感器网络的能耗均衡性,延长了网络的生存时间,节点的数据发送成功率相对于经典分簇路由算法也得到了较大提高.     

一种基于睡眠和网关选择机制的分簇协议

基于聚簇的思想,协议引入节点的随机睡眠机制和网关选择机制,提出一种适用于大规模无线传感器网络的协议SSGM．采用被动分簇策略来构建网络拓扑,簇头选举采用“先声明者胜”机制;网关的选择是根据网络的健壮性和能量均衡的原则确定;并且在保证相对较高覆盖率的基础上选择某些符合条件的节点进入睡眠状态,协议减少了不必要的能量消耗并降低了发生信号冲突的可能性．SSGM协议充分考虑了网络的健壮性、节点能耗的均衡性与节省性,能够有效地延长网络的生命期．     

潮间带无线传感器网络路由算法

以潮间带无线传感器网络（IT-WSN）为例进行深入研究,提出期望剩余传输次数（PRTX）算法.PRTX算法充分考虑网络端到端延迟时间、节点剩余能量、邻居节点之间的距离,以及链路质量,形成一个综合性的路由判据,并利用指数加权平均算法加强路由选择的稳定性.仿真实验结果表明,PRTX路由算法在网络生命周期上比经典算法期望传输次数（ETX）提升了约19%,保障了较高的收包率,并且在节点通信距离变化时具有较好的性能稳定性.同时仿真实验与实际实验都表明,PRTX算法在网络端到端延迟时间上比经典的ETX算法降低了约10%,并提升了网络能量消耗的均衡性.     

移动自主网与Internet互联中的自适应网关发现算法

针对网关发现过程中因非对称链路的存在而造成节点盲目转发无效路由信息并导致性能恶化的问题,提出了一种移动自组网(MANET)与Internet互联的自适应综合网关发现算法。该算法对AODV协议消息进行扩展,通过转发捎带有本地连接信息的路由发现消息和网关通告消息,有效避免了全局路由建立于非对称链路之上。同时,采用一种高效自适应网关发现策略,根据网络状态动态调整网关通告的广播范围和发送间隔,实现网关通告的最佳覆盖。仿真结果表明,该算法能够获得良好的网络互联性能,并保持合理的网络控制开销。     

基于树路由的节能算法研究

ZigBee网络的能耗问题一直是研究的一个热点,在实际工作环境中ZigBee网络中的某些节点因频繁用到而过早的能量耗尽,使网络性能降低或瘫痪.该文针对这些问题,对树路由算法进行了改进,改进路由算法通过引入邻居表和能量分级机制,控制节点能量消耗,保护能量较低的节点,使网络的生存能力更长.仿真实验表明改进算法节约了数据包传...     

基于Internet/Intranet内部网关路由协议的应用分析

中描述了路由算法的设计目标和种类，介绍了链路状态法和距离向量法两大类路由选择协议，从路由算法的角度，对RIP、IGRP、EIGRP、IS—IS、OSPF等内部网关协议的运行机理和特点进行了深入分析和研究，对组建大、中型网络时进行IGP协议的选择，具有一定的工程指导价值。     

对地下管廊无线传感器网络LEACH协议的改进

针对无线传感器网络应用于地下管廊环境中由于能耗不均而引起生存周期短的问题,通过研究LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)路由协议及其应用,分析LEACH协议用于地下管廊环境的不足,提出了LEACH协议改进算法.改进的LEACH协议考虑了剩余能量对概率阈值的影响、引入半径竞争机制来实现簇首的高剩余能量、非均匀分布;数据传输阶段,改进算法采用设定单跳的传输阈值、选取多跳最低能耗传输路径的方式来降低网络能耗.仿真结果表明:在长带状网络中,与原有协议相比,改进LEACH协议的网络生存周期延长了2.66倍,相同轮数下该协议降低了能耗.