延长传感器网络寿命的动态休眠调度算法

基于网络拓扑结构连通和覆盖的冗余性,结合多跳无线传感器网络的特点,建立节点休眠调度模型,提出一种延长网络寿命的算法.根据节点的剩余能量,动态选择一组满足连通覆盖条件的工作节点集,达到延长网络寿命的目的.当某个节点因能量耗尽失效时,其相邻的休眠节点被激活,并代替其收集信息以维持网络正常工作.理论分析和仿真研究表明,该算法能有效判别冗余节点,在保证网络有效覆盖和连通的条件下,降低节点能耗,延长网络寿命.     

低占空比无线传感器网络中节点自适应休眠机制

针对低占空比WSN网络存在着能量消耗不均、网络工作时长等问题,提出一种节点自适应休眠算法.该算法能够根据无线链路状况,自适应地调度节点休眠时隙和工作时隙,保证在时延约束条件下网络的整体能耗最小.在自适应休眠机制加入能量感知,使无线路由根据节点的剩余能量自适应调整,均衡各节点能耗,提升WSN网络的工作时长.经仿真分析发现,该算法能够在满足传输时延的同时,有效地减少工作时隙并降低能耗,从而提升网络的工作周期.     

稳定高效节能且邻近相关的网络拓扑协议

现有的无线传感器网络拓扑协议未全面考虑节点位置、休眠、剩余能量的影响,且依赖于GPS等基础设施获得节点绝对位置,导致网络成本高,能量有效性不足。该文在DEAC协议的基础上,提出了一种分布、稳定、高效节能和利用邻近相关信息数据融合及节点休眠策略的无线传感器网络拓扑控制协议(SEENRT)。该协议利用剩余能量信息,平均各节点能耗负担;利用邻近相关信息和节点休眠,降低覆盖冗余,减少网络能耗。试验结果表明SEENRT协议和LEACH、HEED和DEAC协议相比,能有效地降低网络能耗、平均节点的负担及延长网络的生存时间。     

基于独占区域的无线传感器网络连通支配集

提出基于独占区域的无线传感器网络连通支配集算法.采用独占覆盖和延时等待规则,在每个节点维护的独占区域内限制支配节点数目,从而降低连通支配集的规模.根据节点剩余能量信息优化支配节点在整个网络拓扑中的分布,以提高能量使用效率和均衡网络负载.仿真结果表明,基于独占区域的无线传感器网络连通支配集能够显著降低连通支配集的规模,保证支配节点的分布均匀稀疏,同时延长整个网络的生命周期.     

无线传感器网络中基于数据融合的覆盖控制算法

现有的传感器网络覆盖控制研究普遍采用圆盘感知模型,并不能真实刻画传感器的感知特性以及存在背景噪声时的系统检测能力,节点调度后的工作节点数量比实际需要的多,增加了不必要能耗和通信干扰。文章提出了一种分布式覆盖控制算法(DFCCA),采用更接近真实的数据融合感知模型,首先通过理论分析找到三角融合网格(TFM)中最小检测概率点的位置,进而依据覆盖要求和环境参数确定TFM的最优节点间距。DFCCA通过整网的TFM划分完成节点调度,使大量冗余节点进入休眠,同时考虑节点剩余能量来均衡能耗。仿真结果表明,相比基于圆盘感知模型的算法,DFCCA算法可以更大程度关闭网络中的冗余节点,保证覆盖质量和连通,延长网络生存期。     

一维无线ad hoc网络的连通性

在节点服从一维泊松分布，仅考虑路径衰落和等发射功率的假设下，分析了一维无线ad hoc网络的连通性，推导了节点处于静态和移动两种情况下的网络连通概率.在节点处于静态情况下，推导了网络的闭环连通概率，以及达到给定网络连通概率所需要的发射功率，证明了保证网络渐近全连通时节点发射半径应满足的条件.在节点处于移动情况下，推导了基于一般移动模型下的网络连通概率公式，并应用此公式进一步求得随机路点(random waypoint, RWP)移动模型下的网络连通概率.在静态和移动的情形下，通过仿真对理论分析的真确性进行了验证，结果表明，在大多数情形下理论分析所预测的连通概率与仿真结果吻合较好.     

基于毁伤概率的节点间网络连通性算法研究

为了在计算网络连通性时将网络中各节点和链路的毁伤概率考虑在内,提出了一种基于毁伤概率的节点间网络连通性算法.介绍了通过消除关联矩阵内的中间节点来获取节点间路由的方法,提出了节点间不连通故障组的概念,并分析了不连通故障组的搜索算法,给出了基于毁伤概率的节点间连通概率计算公式.该算法可用于通信网内设施可能出现严重毁伤情况下的网络连通性能评估.     

无线传感器网络传感器节点动态功耗管理方法

提出了一种新的传感器节点动态功耗管理方法。首先理论推导了节点在各个休眠状态的休眠阈值,建立了网络监测事件到达模型,采用Possion分布得到了网络事件发生的到达概率,利用无线传感器网络中存在大量冗余节点导致节点多重覆盖的特性,分析了传感器节点进入或脱离各休眠状态须满足的条件及保持各状态的最小时长等问题。最后,根据实际应用归纳了传感器节点的三种唤醒策略。实验结果表明,该方法在满足网络性能约束的前提下,利用无线传感器网络的冗余覆盖的特点,可动态调整节点的休眠深度,可减少约28%的传感器节点能量开销,37%的动态功耗管理切换时延,提高约52%的切换成功率,从而有效地延长节点工作寿命及传感器网络寿命。     

一种基于节点相关度的无线传感器网络分簇算法

提出了一种基于节点相关度的无线传感器网络分簇算法。该算法根据接收信号强度、节点剩余能量和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员。分析与仿真结果表明,与经典的LEACH算法相比,该算法选出的簇头分布更均匀,并提高了簇内负载平衡程度,延长了网络生存时间。     

无线传感器网络节点的有效能耗最小化策略

如何有效利用节点能量并延长网络的生存期是研究无线传感器网络的一个核心问题。对比拓扑控制策略,能量有效路由策略以及休眠管理的研究,提出有效能量最小化策略(MEPP)。该策略结合前3种类型策略的特点,在网络中活动节点和传输能耗配置的基础上,将降低节点能耗视为求解一般最优化问题。最后给出一个有效能量最小化策略的算法,达到延长网络生存期的目的。