Square Grid结构无线传感网数据传输的源路由策略分析

无线传感网中的汇聚传输模式使得靠近汇聚点的节点承担了较多的数据转发业务,导致这些节点能量很快耗尽,造成网络节点负载分布不均衡。针对这种汇聚传输问题,结合规则拓扑结构的对称性和预知性,提出基于Square Grid规则拓扑结构中分析典型源路由策略,设计一种计算路由节点负载分布的转发指数,并依据该转发指数分析各路由策略负载性能的方法。通过Mathematica绘制各路由节点负载分布图并对比各路由策略的转发指数,实验结果验证了Balancing Forwarding路由策略的节点具有较均衡的负载分布。该方法能有效地应用于评价路由策略的优劣。     

一种无线传感网络的语音会议系统设计

设计了一种基于ZigBee传输的无线传感网络结构的语音会议系统。每个话筒作为无线传感网络的一个节点,所有话筒组成一个无线传感网络。话筒的声音数据通过ZigBee传输上传到汇聚节点,汇聚节点再转发到扩声系统。此设计有效地解决传送距离过远和部分死角位置无法传送的问题。     

智能配电网WSNs可靠性保障机会路由算法研究

针对智能配电网无线通信链路质量较差?以致数据传输可靠性不高这一现状,为保障WSNs数据的可靠和实时传输、均衡节点能量消耗,以及延长网络生存周期,提出一种长跳步可靠性保障机会路由算法(Long -hop Reliability Guarantee Opportunity Routing Algorithms, LRGOR ),基于应用期望可靠性、源节点与汇聚节点间距离以及节点无线通信链路质量,优化候选转发节点集的数量,在满足期望可靠性的基础上,有效降低网络能量消耗和候选转发节点协调的复杂性,在候选转发节点集的选择和优先级设置上,综合考虑节点链路质量、节点相对剩余能量,以及节点与汇聚节点间距离,为避免不必要数据的重复传输,采用一种基于候选转发节点优先级顺序的时间ACK转发机制。仿真结果表明,在满足期望可靠性的基础上,本文所提LRGOR 算法有效降低能量消耗,进而延长了网络生存周期。     

方格拓扑无线传感器网络源路由策略的能耗分析

无线传感器网络(WSNs)中的汇聚传输模式使得靠近汇点的节点承担了较多的数据转发业务,导致这些节点能量很快耗尽,降低网络的寿命。针对这种问题,结合规则拓扑结构的对称性和预知性,对方格拓扑结构中多种典型源路由策略进行分析,分别计算各策略的瓶颈节点负载和数据传输时延,提出能耗的计算模型,并据此探讨网络节点的通信能耗、待机能耗和总能耗。数值分析结果表明:均衡转发策略产生最小的总能耗。     

一种延长无线传感器网络生存时间的机会路由

为了使无线传感器网络节点的能量均衡消耗,防止某些节点的能量过早耗尽,提出了一种延长网络生存时间的机会路由(PLOR)。针对机会路由的传输机制,根据节点的能量模型,综合考虑了节点的期望传输次数(ETX)和剩余能量(RE),提出了一种路由测度EC和基于它的候选转发节点集的选择策略。在候选转发节点的协调转发上,采用数据包序列表(PSL)的方式来增加传输协调的成功率。仿真实验表明:相比于ExOR,PLOR进一步提高了吞吐量,降低了能耗,尤其网络的生存时间有了明显的提高。     

基于Q-Learning的无线传感器网络生命周期平衡路由

无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)由于容易部署和安装成本低等优势,受到学术界和工业界的广泛关注。然而无线传感器网络的节点在能量、计算能力、存储能力和带宽等方面都存在很大的局限性,复杂的传统网络路由协议无法直接应用到该网络中,因而简单高效的路由协议成为无线传感器网络的研究重点。为了延长传感器的工作时间,文章基于增强学习算法提出一种平衡无线传感器网络生命周期的路由协议Q-WRP。该协议综合考虑了节点的能量、到汇聚节点的跳数、传输时延等信息,为每个转发节点分配计算一个转发质量(即Q值),最终根据各转发节点Q值的大小选择出最优的转发路径。NS2仿真结果表明,该算法延迟了网络第一个死亡节点的出现时间,可以有效平衡网络节点的生命周期。     

mesh网络中基于效用转发的网络编码算法

在已有的无线Mesh网络路由算法的基础上,针对网络的动态变化性和差异性等因素带来的问题进行了研究,提出一种基于效用转发的网络编码算法.首先利用节点间的历史通信数据,动态获取不同网络环境下影响效用值的各因素所占的权重值;然后在簇头节点和汇聚节点处进行二维随机线性网络编码,结合节点的剩余能量、效用值和丢包率判断节点能否进行编码,并且采用编码包优先传输的策略转发数据包;最后综合利用网络时延、效用值和节点间的跳数,选择最优的下一跳转发节点.仿真结果表明,该算法能更好地提升数据包的转发效率,降低传输时延,提高网络的性能.     

无线传感网多Sink负载均衡路由协议

大多数无线传感网络应用中,传感节点将所采集的数据传输到距离最近的汇聚节点(Sink),从而形成"多对一"的汇聚型传输.如果节点持续向Sink节点发送数据,由于传感节点产生和多跳传输转发数据分布的不均衡性,普遍采用最近Sink(nearest sink,NS)导致部分区域节点负载过重能量耗尽,整个网络分割,缩短网络寿命.为了延长网络寿命,在多Sink情况下提出一种基于最近Sink机制的启发式负载均衡路由协议.此算法不仅考虑Sink间均衡,同时考虑局部区域负载均衡.仿真结果表明本算法网络寿命大大优于同类算法.     

OFDM协作通信中基于子载波映射的自适应传输策略

在放大转发的()FDM协作通信网络中,由于第一跳传输(源节点到中继节点)与第二跳传输(中继节点到目的节点)的信道存在独立性,因此合适的子载波映射策略可以有效地提高信道容量,但存在着低信噪比情况下性能恶化的问题。提出了一种基于子载波映射的自适应传输策略,它利用信道状态信息来调整系统的传输策略,从而使得端到端的系统容量最大化。仿真结果表明,经自适应传输模式调整后,系统的中断概率和误符号率下降,同时信道容量的性能也得到提升。     

BDNC:基于网络编码的车载网商业消息传输协议

通常采用网络编码技术提高VANETs中商业应用的带宽利用率。然而,网络编码会引入额外的消息传输时延,这就存在带宽利用率和消息传输时延的权衡问题。为此,针对车载商业应用中的消息传输,提出了面向带宽和基于网络编码时延的消息传输协议(BDNC)。当两个源节点同时向同一区域广播消息时,转发节点(Relay)就利用网络编码技术降低重播次数和带宽消耗。当转发节点接收到消息时,它有两个选择:等待编码机会,节省带宽;或直接转发消息,降低时延。BDNC采用了两个不同的时延控制策略:缓冲区域控制(BSC)策略和时间控制(TCS)策略,以降低传输消息每一跳的时延和提高带宽利用率。仿真结果表明,两个策略较好地控制时延,且带宽利用率提高了38%。     

稀疏水下传感网中AUV数据移动收集技术研究

由于水下传感器节点的水声通信距离有限、价格昂贵,水下传感器网络中一般采用稀疏方式部署,因此很难保证整体网络的连通性及数据采集效率。自主水下航行器AUV（Autonomous Underwater Vehicle）作为天然的移动数据采集平台,可以弥补固定Sink节点数据采集方式的缺陷。提出了一种基于移动AUV的水下传感网移动数据收集机制。以AUV覆盖区域内的传感器节点作为临时Sink节点,其他传感器节点以临时Sink节点为根节点,采用最小生成树MST（Minimum Spanning Tree）方法将传感数据传输到这些临时Sink节点,然后通过临时Sink节点将汇聚数据传输给AUV。随着AUV的自主移动轨迹,水下传感网的传感数据都能简单高效地被收集起来。仿真结果验证了该方法在保证网络能耗的前提下提高了数据采集效率。     

无线传感器网络基于路径的非均匀分布策略

无线传感器网络中多对一的数据传输方式导致节点负载的不均衡性,靠近汇聚节点(Sink)的节点要比远离Sink的节点消耗更多的能量,如此容易引发能量空洞问题。针对该问题,从网络数据的传递路径出发,根据网络中节点承担的路径数量的不同,平衡各层节点的能耗,提出感知节点覆盖率一致、内层路由节点与其所有外层感知节点数目相同的的非均匀分布策略,并通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

无线传感器网络信息时空融合模型与算法研究

信息融合是解决无线传感器网络能量和通信带宽受限的有效途径,提出了一种无线传感器网络信息时间和空间多级混合融合的结构模型。首先对距离汇聚节点较远的节点信息进行时间融合和对距离汇聚节点较近的节点信息在汇聚节点进行时空融合,然后在汇聚节点对两种节点的融合结果进行全网络的空间融合。就该模型提出了基于DS证据理论的多级时空融合算法。数据分析结果表明:该模型能够降低节点能耗,延长网络寿命。     

一种无线传感网的Sink节点移动路径规划算法研究

为寻找传感节点均匀分布时Sink节点的最优移动路径和最大网络生存时间,提出一种无线传感网的Sink节点移动路径规划算法(MPOA).在MPOA算法中,将Sink节点的数据收集范围分解成多个圆环,将监测区域分解成多个网格.根据Sink节点的停留位置和多跳通信方式,采用数学公式表示每一个网格的单位节点能耗,从而获得Sink节点移动的网络生存时间优化模型.采用修正的混合粒子群算法求解该优化模型,获得网络生存时间、Sink节点的停留位置和移动路径的最优方案.仿真结果表明:MPOA算法可寻找到Sink节点的最优移动路径,从而平衡网络能耗,提高网络生存时间.在一定的条件下,MPOA算法比Circle,Rect和Rand算法更优.     

基于虚拟栅格的传感网能量空洞缓解方法

为延长无线传感网的生命期,提出了一种能量空洞缓解方法。网络被划分为若干虚拟栅格,以便于多跳传输。树形结构的数据上传路径则由各个簇头和移动Sink构成。此外,为缓解能量空洞的出现,Sink的移动轨迹被设计为可控的,从而有效均衡了能耗。仿真结果表明,该方法在多跳传感网络的节能方面表现较为良好。     

基于网络编码的WSNs数据收集方法

无线传感器网络(WSNs)监测数据的收集方式方法是目前的研究热点,而无线传输的广播特性又使得网络编码非常适合于无线网络。在介绍网络编码原理、核心思想以及在WSNs应用现状的基础上,提出了一种基于部分网络编码的自适应WSNs数据收集方法,该方法针对簇网络拓扑结构,簇成员节点把网络编码数据发送给簇头节点,簇头节点利用随机网络编码的方式把数据传输到Sink节点。实验结果表明:该机制具有能耗较低和汇报数据较准确的特点。     

面向带状无线传感网低延迟可靠数据收集算法

带状无线传感网为长距离带状分布，现有的数据收集算法无法很好解决其数据收集延迟较大的问题。提出了一种主动定位移动Sink的数据收集算法DCFAN（Data Collection based on Forwarding of Agent Nodes），DCFAN构建移动Sink的同步代理节点以及存储同步代理节点的线节点序列，通过获取同步代理节点转发感知数据到Sink汇聚点。仿真结果表明，DCFAN算法能有效降低网络节点能耗以及数据收集延迟，同时提升数据收集率，适用于对数据收集延迟具有一定要求的带状无线传感网应用场景。     

基于三链混合遗传算法的WSNs 中 Sink节点布局优化

对无线传感器网络的设计和布局中,多Sink 节点的布局是其拓扑设计的关键,对网络通信的能量控制至关重 要。本文通过分析其Sink 节点布局模型,提出一种改进的三链混合遗传算法对Sink 节点布局求取最优解。实验表明,三链混 合遗传算法在针对Sink 节点的布局算法中相对于枚举算法,具有较优解,并且算法效率高,可降低无线传感器网络的能耗,改 善网络性能。     

压缩感知和LEACH结合的水下传感器网络信息采集方案

由于水下传感器网络特殊的工作环境,节点能耗是其至关重要的问题。针对这一问题,本文提出一种LEACH和压缩感知相结合的水下传感器网络信息采集方案(CS_LEACH)。根据LEACH协议对网络节点分簇后,簇内节点可以以概率q决定是否参与感知数据,簇内感知到的数据加权叠加后,由簇头传输至Sink节点。在Sink节点,利用压缩感知重构算法进行信息重构,从而得到监测区域的信息图谱。理论分析和仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,CS_LEACH方案在保证重构精度的前提下,大大节约了节点能量,延长了网络生存周期。     

一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议

为了均衡无线传感器网络中的能量消耗问题,延长网络的生存时间,本文提出了一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议。该协议引入节点剩余能量、初始能量和节点的自信度来调节传感器节点随机数的大小。簇间通信时,综合考虑簇头节点的剩余能量,簇头节点距离Sink节点的距离,簇头节点的自信度三个因素,簇头节点和Sink节点之间使用单跳和多跳相结合的传输方式。每次重选簇头前都动态的修改节点的自信度。通过实验表明,相较于LEACH协议和ASCH协议,本文提出的协议能够很好的延长网络的寿命。