基于扇形分簇的无线传感器网络路由算法

无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在每个区域内独立进行分簇路由;然后基站根据节点剩余能量和与基站的距离进行簇首节点选择,节点根据簇首节点和基站接收信号强度选择路由方式,以均衡网络能量消耗。仿真结果表明,改进LEACH算法的网络寿命是原有LEACH算法的150%,数据吞吐量提升了3倍。     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。     

基于分环多跳的无线传感网分簇路由算法

为了提高无线传感网在大区域情形下的能量效率,提出了一种分环多跳分簇路由算法RBMC(ring based multi-hop clustering routing algorithm).RBMC算法采用分环的方式实现簇头间的多跳通信,通过在不同环内构建大小不同的簇解决传感器网络中存在的"热点"问题,在不同的簇头选举策略下,能够同时满足节点能量同构及异构两种情形.仿真结果表明,在大区域环境下,分环多跳分簇路由算法能在很大程度上均衡节点能量消耗,延长网络的生命周期.     

基于能量均衡的LEACH协议的研究

无线传感器网络节点能量有限,因此为了避免由于节点的能量不足而造成网络瘫痪,在组网过程中必须要充分考虑到节点能量的情况,Leach协议是其中一种典型的网络分簇路由协议。针对传统leach协议在分簇过程中未能考虑网络内节点能量以及簇首数量的基础上,提出一种新的簇首选取优化算法,旨在达到均衡网络能量、延长网络生命周期的结果。经OPNET仿真表明,该算法能快速选择簇首、节省节点能量以及均衡网络的能量分布,最后有效地延长网络的生命周期。     

一种能量有效的无线传感器网络路由算法

无线传感器网络中传感器节点能量有限,为了提高能量利用率,针对现有算法随机选择簇首、簇结构不合理等缺陷提出了一种新的能量有效的分簇路由算法EERA.EERA采用新的簇首选举、成簇,以及构建簇间路由算法,基于节点剩余能量与节点的相对位置选择簇首、成簇,使剩余能量较多的节点优先成为簇首并且各簇首能较均匀的分布在网络区域内;构建簇间路由时将最小跳数路由算法与改进的MTE算法结合起来,在簇间形成最小跳数、最小能耗路径.仿真结果表明,EERA算法可以均衡全网能量消耗,延长网络的生命周期.     

物联网中基于无线能量传输的能量均衡路由算法

本文提出了一种基于无线能量传输的能量均衡路由算法(WPTRA).该算法结合传统的分簇路由协议,采用基于剩余能量级别的簇头选取策略进行分簇.在数据传输阶段,当网络中某一节点能量低于预设的临界能量值TEMIN时,通过计算无线能量传输效率和传输距离之间的关系,选择其附近能量较高的节点,通过无线能量传输技术对其进行能量补充.     

基于天牛须搜索的无线传感网分簇路由协议

针对无线传感器网络中的能耗不均衡问题,提出一种基于天牛须搜索算法的负载均衡分簇路由协议算法(LEACH-BAS)。该算法引入候选簇首选举机制,使用天牛须搜索算法对簇首分布进行搜索优化,形成合理分簇。此外,在簇间路由通信时,考虑剩余能量因子和传输能耗因子来选择中继节点。仿真结果表明,LEACH-BAS算法的网络生命周期相比LEACH、EAMMH、LEACH-GA和LEACH-PSO算法分别延长了39%、22%、15%和8%。LEACH-BAS算法应用在WSN监测场景,能有效解决WSN中能量不足的问题,优化簇首节点分布,降低节点能耗,有效地延长网络生命周期。     

一种基于LEACH的无线传感器网络路由算法及仿真

在低功耗自适应分簇（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarch）算法中,由于每一轮循环都要重新构造簇,距离较远的簇头节点可能会因长距离发送数据而过早耗尽自身能量,能量较低的节点当选为簇头节点时将会加速该节点的死亡,影响整个网络的生命周期。针对LEACH算法分簇机制中存在的不足,提出了一种改进的路由算法。仿真结果表明,改进算法通过考虑节点的剩余能量与固定分簇的方法,有效的改善了网络能量均衡,提高了网络生存时间。     

非变换簇的WSN分簇路由算法

针对LEACH算法簇头选取及能量消耗方面的不足,提出一种基于能量、距离和节点度的分簇路由算法CMEDD,通过均匀分簇减少重建过程,对簇头选举公式进行改进,合理选择簇头,从而均衡节点能耗。采用基于代价因子的单跳和多跳相结合的方式建立最优路径进行数据传输。仿真结果表明,与LEACH算法和RMCRW算法相比,CMEDD算法能够有效均衡节点能耗,可相对延长网络生存周期。     

WSN中能量有效分簇多跳路由算法

针对现有无线传感器网络(WSN)分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出一种能量有效分簇多跳路由算法,该算法包括两个方面:一是选举簇首时引入簇内平均剩余能量因子,根据上一轮结束后簇内各节点剩余能量和簇内节点的平均剩余能量的比值更新簇首在所有节点中所占的百分比;二是要求簇首根据MTE多跳路由协议与基站通信,从而均衡WSN整...     

交通路灯监控系统的无线传感网链状路由算法

在交通路灯监控系统中为节省网络节点能耗和降低数据传输时延,提出一种无线传感网链状路由算法（CRASMS）。该算法根据节点和监控区域的信息将监控区域分成若干个簇区域,在每一个簇区域中依次循环选择某个节点为簇头节点,通过簇头节点和传感节点的通信建立簇内星型网络,最终簇头节点接收传感节点数据,采用数据融合算法降低数据冗余,通过簇头节点间的多跳路由将数据传输到Sink节点并将用户端的指令传输到被控节点。仿真结果表明：CRASMS算法保持了PEGASIS算法在节点能耗方面和LEACH算法在传输时延方面的优点,克服了PEGASIS 算法在传输时延方面和LEACH算法在节点能耗方面的不足,将网络平均节点能耗和平均数据传输时延保持在较低水平。在一定的条件下,CRASMS算法比LEACH和PEGASIS算法更优。     

一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法

为平衡无线传感器网络中的簇头负载并进一步降低多跳传输能耗,文中提出了一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法。该算法通过限制近基站节点成簇入簇,以防止近基站节点成簇入簇的节能收益无法补偿成簇入簇能耗;利用基站广播公共信息和基于时间机制成簇,以减少节点基本信息交换能耗;通过候选簇头中继来平衡簇头负载。候选簇头的评价函数综合考虑了剩余能量和最优跳数的理想路径,以期在保持中继负载平衡的基础上尽量降低多跳能耗。仿真结果显示,该算法较LEACH和DEBUC算法延长了以30%节点死亡为网络失效的网络生存周期,表明该算法在降低节点能耗和平衡负载方面是有效的。     

一种基于K-means的WSN移动汇聚路由算法

无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为一种资源受限的网络,网络中节点的能耗直接影响了网络的性能。因此,均衡网络中的能耗,延长网络的生命周期,成为设计WSN路由算法的重要目标。于是,在LEACH-C协议的基础上提出了一种移动汇聚路由算法。分簇阶段由Sink节点计算最优簇首个数,通过K-means聚类将网络中的节点划分至不同的集群,选择通信成本最低的节点作为各集群的簇首。稳定传输阶段通过移动Sink进行数据采集,针对不同的延迟分别规划Sink节点的移动轨迹。MATLAB仿真结果表明,与LEACH和LEAHC-C算法相比簇首的分布更合理,结合Sink节点的移动策略能有效均衡网络能耗,延长网络的寿命。     

基于能量和密度的WSNs动态分区成簇路由算法

针对传统的层次型网络存在的分簇不合理和能耗不均衡等问题,提出了一种基于能量和密度的动态非均匀分区成簇路由算法。该算法先根据节点与基站之间的距离将网络合理地进行动态的区域划分,在区域内成簇,使靠近基站的簇规模小于距离基站较远的簇,减少靠近基站的簇首负担和能量消耗;通过综合考虑节点剩余能量和节点密度等因素来优化簇的非均匀划分和簇首的选择,簇首间采取基于数据聚合的多跳传输机制。仿真结果表明,与经典路由算法LEACH相比,该算法能有效均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

基于遗传聚类的无线传感器负载均衡路由算法

通常的无线传感器分簇网络存在节点负载不均衡的问题。为均衡各节点能量消耗,延长网络生存周期,将K均值算法与遗传算法相结合,提出一种负载均衡的无线传感器网络路由算法,算法利用遗传算法的全局寻优能力以克服传统K均值算法的局部性和对初始中心的敏感性,实现了传感器网络节点自适应成簇与各节点负载均衡。仿真实验表明,该算法显著延长了网络寿命,相对于其他分簇路由算法,其网络生存时间延长了约43%。     

Distributed fuzzy approach to unequal clustering and routing algorithm for wireless sensor networks

Due to inherent issue of energy limitation in sensor nodes, the energy conservation is the primary concern for large‐scale wireless sensor networks. Cluster‐based routing has been found to be an effective mechanism to reduce the energy consumption of sensor nodes. In clustered wireless sensor networks, the network is divided into a set of clusters; each cluster has a coordinator, called cluster head (CH). Each node of a cluster transmits its collected information to its CH that in turn aggregates the received information and sends it to the base station directly or via other CHs. In multihop communication, the CHs closer to the base station are burdened with high relay load; as a result, their energy depletes much faster as compared with other CHs. This problem is termed as the hot spot problem. In this paper, a distributed fuzzy logic‐based unequal clustering approach and routing algorithm (DFCR) is proposed to solve this problem. Based on the cluster design, a multihop routing algorithm is also proposed, which is both energy efficient and energy balancing. The simulation results reinforce the efficiency of the proposed DFCR algorithm over the state‐of‐the‐art algorithms, ie, energy‐aware fuzzy approach to unequal clustering, energy‐aware distributed clustering, and energy‐aware routing algorithm, in terms of different performance parameters like energy efficiency and network lifetime.     

基于TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.     

An energy‐efficient clustering and multipath routing for mobile wireless sensor network using game theory

Most of the current generation sensor nodes of mobile wireless sensor network (MWSN) are designed to have heterogeneous mobility to adapt itself in the applied environment. Energy optimization in MWSN with heterogeneous mobility is very challenging task. In this paper, a heterogeneous game theoretical clustering algorithm called mobile clustering game theory–1 (MCGT‐1) is proposed for energy optimization in a heterogeneous mobile sensor environment. Energy optimization is achieved through energy‐efficient cluster head election and multipath routing in the network. A heterogeneous clustering game is modelled with varying attributes and located an asymmetric equilibrium condition for a symmetric game with mixed strategies. The real‐time parameters, namely, predicted remaining energy, distance between a base station and nodes, distance between nodes, and mobility speed, were used to calculate the probability to elect the cluster head (CH). The efficient multipath routing is achieved through prior energy prediction strategy. It has mitigated the generation of “hot spots,” reducing its delay and improving the overall residual energy of the network. Simulation results showed that the average lifetime of MCGT‐1 has increased by 6.33 %, 13.1% and 14.2% and the PDR has improved by 4.8%,11.8%, and 17.2% than MCGT, LEACH‐ME and LEACH‐M respectively. The hot spot delay is reduced to 0.063025 seconds, improving the efficiency of the network.     

基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇路由协议简

针对节点负载不均而形成的“热区”问题,提出了一种基于动态分区负载均衡的分布式成簇路由协议(UCDP)。其核心思想是：将网络合理化地动态分区,使距离基站较近的区面积较小,从而减少需要承担转发任务节点的区内通信开销,节省更多的能量供数据转发使用;综合考虑距离因子和剩余能量因子进行区内非均匀成簇;有机结合簇内单跳和区间转发,区头与簇头共同协作进行路由传输。实验表明,协议具有较好的稳定性,显著延长了网络的生存周期。