无线传感器网络的能量有效性网络层路由算法——最小跳数路由算法

本文提出了一个能量有效性的适用于无线传感器网络的网络层路由算法—最小跳数路由算法(MHRA)。MHRA算法分为两个阶段;在感知任务交付阶段,节点通过洪泛感知任务建立路由;在感知数据交付阶段将感知数据沿该路由返回收发器。实验结果表明MHRA路由算法通过采用多跳通信工作方式、按需驱动的路由策略、使用传感器节点到Sink节点的最佳路径和次最佳路径、数据融合等方案,减少了路由的建立和维持开销,有效地实现了能量节省,实现了算法的简单性、正确性、能量有效性和健壮性。     

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。     

无线传感器网络中能量有效自适应路由算法研究

针对无线传感器网络寿命最大化问题,基于无线传感器节点能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立无线传感器网络生存周期的数学优化模型,并针对最小能耗路由的能耗不均衡问题和能量均衡路由的能耗开销问题,综合考虑网络中节点的剩余能量和节点间发送数据的能耗,提出一个适合无线多跳传感器网络的自适应路由算法。仿真结果表明,提出的路由算法能充分地利用有限的能量资源,较大地延长网络生存周期。     

基于动态规划的无线传感器网络的路由算法

路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一,其数据传送的多跳特点使得非常适合用动态规划的原理来设计传感器网络的路由算法.基于动态规划,通过节点跳数生成算法为传感器网络中的每个节点赋一个表示到Sink点跳数的节点跳数值,并分析了传感器网络的拓扑结构特点,然后给出了无线传感器网络中寻找从源到汇满足不同设计目标的最小跳数(MinH)、最小跳数最大剩余能量(MinHMaxRE)和最小跳数最小费用(MinHMinC)3种路由算法.探讨了最小跳数最小费用路由与最小费用路由之间的关系,并给出了判断最小跳数最小费用路径就是最小费用路径的一个充要条件.算法的能量消耗分析表明,所给路由算法能实现大幅度的能量节省.     

无线传感器网络中能量有效自适应路由算法研究

针对无线传感器网络寿命最大化问题,基于无线传感器节点能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立无线传感器网络生存周期的数学优化模型,并针对最小能耗路由的能耗不均衡问题和能量均衡路由的能耗开销问题,综合考虑网络中节点的剩余能量和节点间发送数据的能耗,提出一个适合无线多跳传感器网络的自适应路由算法。仿真结果表明,提出的路由算法能充分地利用有限的能量资源,较大地延长网络生存周期。     

无线传感网络中基于无线能量补给的能量感知路由算法

针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。     

最小跳数路由无线传感器网络中的节点距离测量

无线传感器网络中的间接距离测量是一种性价比极高的距离测量方法,但目前测量精度还有待进一步提高。根据最小跳数路由无线传感器网络的行为特征,提出了一种基于最小跳数路由及其路由重复数的节点距离测量算法,与DV-hop算法相比,借助路由重复数较大地提高了距离测量精度。理论分析及仿真结果表明,该算法在节点密集分布的无线传感器网络中具有很好的效果。     

基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由

针对无线传感器网络中三维路由算法的能耗问题,提出了基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由(3D-SMEER)。该路由算法根据自适应多跳机制确定跳数,利用协同节点转发消息包到邻居最优胞父,从而减轻当前胞父的传输负担。同时,对协同节点的选择区域进行了研究,并且考虑节点的剩余能量和相关位置信息选择协同节点,以平衡网络的能耗。仿真结果表明,与其他算法相比3D-SMEER算法节省了网络的平均能耗,有效地提高了网络的能耗平衡度。     

基于信号功率随机衰落模型的无线传感器网络干扰感知路由

为了降低无线传感器网络信号功率的衰减以及节点干扰对数据传输效率所造成的影响,提出了一种基于信号功率随机衰落模型的无线传感器网络干扰感知路由。首先,根据概率论提出了干扰节点不同分布情况下成功传输数据的两种概率干扰模型,并将节点的干扰、路由收敛及节点剩余能量问题作为路由度量建立了干扰感知路由;然后,通过将干扰、路由收敛,以及节点剩余能量作为评估权值,来共同决定最佳的下一跳节点。通过NS2的仿真数据表明,与基于差异化服务的干扰感知路由算法和基于编码的干扰感知路由协议相比,所提出的算法在数据投递平均成功率、能量消耗及平均延迟时间上均有一定优势。     

最小跳数路由无线传感器网络中的路由数估计

分析了最小跳数路由无线传感器网络的运行特点,对重复路由数进行了估算,找出了影响重复路由数的因素,给出了控制策略。理论分析及仿真结果进一步揭示了基于最小跳数路由无线传感器网络的行为特征,对自适应控制网络中的重复路由数具有很好的指导意义。     

无线传感器网络的能量均衡路由算法

针对大部分无线传感器网络路由协议只能实现局部能量均衡的问题,提出一种改进的能量均衡路由算法,把传感器网络构建成按最小跳数分层的网络,利用节点直接传输和逐跳转发相结合的混合传输策略,在多跳传输时,使用改进的基于多路径路由的最大能量路径算法。仿真结果表明,该算法能有效延长网络的生存时间。     

基于预测的传感器网络副本自适应控制机制

最小跳数路由无线传感器网络具有自动倾向于路径最短、时延最小、能量最省的潜在优点,但已有机制尚不能保证这些优点的充分发挥.为充分发挥最小跳数路由无线传感器网络的潜在优势,在传统的最小跳数路由无线传感器网络数据汇聚机制的基础上,引入基于预测的自适应数据副本保证与抑制机制,形成MHR-DC网络模型.MHR-DC网络在基本不增加数据分组汇聚全程转发跳数的前提下,通过同跳节点代传以保证所有源生负载的高可靠传输、通过抑制数据分组的重复传送程度以提高网络能量效率、通过避开转发负载重的节点区域以达到负载均衡,优化网络综合性能指标,并增强网络时延最小的潜在优势.理论及仿真分析表明,该机制能保证网络数据传输的高可靠性和能量有效性以及优越的网络综合性能.     

基于蚁群优化的WSN功率自适应路由算法

为节省节点能量开销,延长无线传感器网络(WSN)的生命周期,在研究蚁群优化算法的基础上,提出一种基于蚁群优化的功率自适应路由算法。在蚂蚁寻路时考虑节点的传输方向、剩余能量和节点间距离。寻找到一条最优路径后,根据相邻两节点间的距离调整节点的发射功率,避免功率过大造成能量浪费。仿真实验结果表明,在节点非均匀分布的情况下,该算法能够有效节省网络开销,延长网络生命周期。     

事件驱动型传感器网络地址分配算法研究

无线传感器网络中的地址分配是应用的前提,但目前研究相对较少。分析现有的无线传感器网络地址分配协议,提出了一种基于最小跳数的按需分配的地址分配算法,在网络初始阶段构建最小跳数,当节点监测到事件根据最小跳数建立与Sink节点的通信,获取事件节点的通信地址。理论分析及仿真结果表明,该算法降低了协议自身的通信开销,满足了无线传感器网络中通信节点资源极其稀少和低功耗的需要。     

无线传感网自适应路由的能量空洞抑制研究

在无线传感器网络中,由于节点的能量消耗不均衡,容易造成能量空洞,当能量空洞范围扩大到一定程度时会阻断路由,从而导致整个网络失效,造成能量的极大浪费;针对现有发送速率可调方法中的功率级别太多,计算较复杂,并结合跳数因子,提出了发送速率和跳数协同的自适应路由算法,其中对于功率的计算简单,并且在路由选择时基于剩余能量,充分利用能耗低的节点的能量,达到均衡整个网络能耗的目的;实验结果表明,此算法可以有效延缓能量空洞的形成速度,延长了网络寿命20%左右。     

一种分级的无线传感器网络路由算法设计

提出了一种分级的路由算法,分为路由建立、路由维护和周期性链路评估三个部分。该算法根据节点到汇聚节点的跳数将节点分级,根据级数建立和维护路由。还提出了基于路径最小节点能量信息的路由选择策略,该策略应用在路由建立、路由维护和周期性链路评估三个模块中,理论上延长了传感器网络的寿命。     

基于模糊综合评判的多sink最优路由算法

基于模糊综合评判,提出一种针对无线传感器网络的多sink最优路由算法。考虑路径最小剩余能量、路径最小平均链路质量和节点到sink的跳数等因素,通过路由发现、数据传输和路由更新3个过程,得到节点到多个sink的分布式路由。OMNeT++仿真结果表明,该算法能延长网络生存期,提高数据包交付率,并将路由建立时发送的数据包数量控制在尽量少的范围内。     

基于移动agent的能量平衡环形路由算法

由于无线传感器网络(WSNs)自身的特点,将移动agent(MA)用于WSNs可以解决诸多网络问题.提出一种基于MA的能量平衡环形路由算法(EBRRMA),网络首先建立节点到sink节点的最小跳数链路,形成环状跳数梯度,为MA提供路由和工作空间;然后MA在梯度环内以记录迁移路径方式和最小延时策略完成环内巡游,融合节点数据并找到环内能量最多的节点;最后MA通过此节点与sink节点通信链路将融合信息回传并且休眠和等待下一次工作.该算法引入MA技术来降低网络能耗和时延,利用梯度环中能量最多的节点提供MA所需能量以及数据回传路径,以达到网络能量平衡.仿真表明,此路由算法可以有效地平衡网络能量,延长网络寿命.与DD路由相比,该路由算法节能效果显著.     

基于最小跳数的无线传感器网络路由协议

高效地实现路由转发是无线传感器网络路由设计的一个关键点。该文在现有基于簇的分层路由机制的基础上,提出一种基于最小跳数的路由转发模式,其核心是在建立的簇中采用最小跳数路由算法。该算法简单、易扩展,簇内节点只要记忆各自一跳范围内的转发节点集,就能沿最短路径向簇首发送数据。仿真结果表明,该模式节能效果较好,延长了网络寿命。     

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。