无线传感器网络中一种簇首节点避免拥塞的方法

无线传感器网络的拥塞一般发生在有中继任务的簇首节点和汇聚节点部分。文中通过选用缓冲区占用率界定拥塞的发生,利用汇聚节点广播增加拥塞簇首节点的传输率,传输率由WLCA算法算出,仿真结果表明WLCA算法能在一定程度避免簇首节点的拥塞,但稳定性有待进一步加强。     

基于热点簇的Ad hoc网络拥塞回避算法

Adhoc网络由于其节点具有随机移动性和分布密度不均匀的特征,容易引起网络局部的拥塞,但目前常用的Adhoc网络路由算法大多不具有拥塞响应机制。基于簇的网络结构易于实现对网络及节点的管理,论文定义热点簇,并提出基于热点簇的拥塞回避算法(CMHA),能实现对拥塞的快速响应,达到防止拥塞加剧的目的。算法利用多个节点的状态参数(如MAC延迟,或者缓冲区占有量)判断拥塞,并快速找到一条新的路径避开拥塞区域以降低拥塞区域负载。仿真结果表明此算法满足Adhoc网络中分级结构的要求,明显改善端到端的投递率,节省了能量,保证了服务质量。     

一种基于虚拟簇头的拥塞控制算法

在大规模、高密度的无线传感器网络中,使用多跳分簇的层次结构有利于管理整个网络,且节省传感器节点的能量,但容易发生网络拥塞。针对该问题,提出一种基于虚拟簇头节点的拥塞控制算法,在簇内建立最短路径树,在簇间构造多元路径。实验结果表明,该算法能在保证网络吞吐量的同时,缩短数据的传输时延。     

基于Markov流量预测和改进蚁群算法的分簇自适应路由

为了改进传统分簇路由协议的被动轮换簇头导致的簇头过早死亡,以及寻找簇间多跳路由时仅考虑长度因素而导致路径拥塞的缺陷,提出了一种基于Markov预测节点数据流量和改进蚁群算法的分簇路由协议;在网络初始化阶段,Sink节点对整个网络进行非均匀分簇以避免"盲区";簇成员节点存储自身的状态序列并能预测在未来时刻的数据流量,当簇头需要轮换时,簇头管理节点接收节点预测数据并选择具有最小数据流量的节点作为新簇头;在寻求簇间多跳路由时,引入改进的蚁群算法,使得簇头在选择下一跳节点时,综合考虑路径长度、节点剩余能量以及路径拥挤度等因素;仿真实验证明文中的分簇路由协议能最大程度地均衡节点负载和延长网络的生命期,在运行到450轮时才出现第一个死亡节点,较其它方法具有较大的优越性。     

无线传感器网络簇头多跳路径路由算法

在LEACH协议特定簇头选取(DCHS)算法的基础上,提出了一种基于蚁群优化(ACO)的簇头间多跳路径(ACO-CHMP)路由算法。该算法先采用DCHS算法分簇,在稳态运行阶段,利用改进的ACO算法找到从距基站最近簇头节点到基站的遍历所有簇头节点的最优路径,然后从该簇头节点开始沿着最优路径进行数据传输到基站。仿真结果表明:与LEACH算法、DCHS算法和ACO算法相比,该算法极大地均衡了网络的能量消耗,延长了无线传感器网络生命周期。     

基于多元分层感知的移动物联网区域分割算法

为解决物联网区域分割引发的低质量数据传输、高频率网络拥塞等问题,提出一种基于多元分层感知机制的高效安全区域分割算法。根据节点间数据交换的紧密程度,将网络拓扑分割为网络层、传输层和最终汇聚层,设计多元分层感知模型,增强簇头节点的更新能力。结合机会路由连通特性,设计基于机会碰撞信息提取机制的区域分割子算法,借助拉格朗日模型进行特征挖掘,提升节点机会碰撞度并优化区域分割效果。基于簇内节点关联度,构建能量-路由双因子裁决机制,实现区域信息与簇头节点的数据交互并缓解数据拥塞。实验结果表明,与基于改进移动中继和楔形合并-能量空洞消除的区域分割算法相比,该算法具有更好的网络区域分割效果及更强的数据拥塞控制能力。     

无线传感网中一种能量均衡的分簇路由算法

无线传感器网络的一个极富挑战性、极其关键的课题就是降低能源消耗以延长网络寿命。文中提出了一种能量均衡的分簇路由算法（CRA—EB）。算法分为三个阶段,即：簇头选择、聚的生成及数据传输。首先基于节点的剩余能量和邻居节点数目来选择簇头。然后每一个非簇头节点根据簇头代价值加入自身通信范围内的簇头。在数据传输阶段,CRA-EB首先在簇内使用单跳通信,然后在簇间使用多跳通信。对簇间通信,簇头以自身为起点对通往基站的各路径代价进行衡量,同时选择其他簇头作为中继节点在这些路径上转发数据。仿真实验结果表明,与LEACH和DEBR算法进行比较,CRA-EB算法在能耗和活跃节点数量方面的性能表现更加高效。     

一种基于能量均衡的ZigBee路由算法

针对ZigBee网络的生存周期问题,提出了一种基于簇头关键节点的L-ZBR路由算法。该算法依据网络规模及拓扑结构信息对簇头关键节点设定能量阈值,对能量消耗达到阈值的簇头关键节点动态寻找其子路由节点的代理父节点,通过代理父节点建立辅助路由路径,经由辅助路由路径分担原簇头关键节点数据转发任务。实验结果表明,L-ZBR路由算法在网络生存周期上优于Cluster-Tree算法。     

基于蚁群的无线传感器网络分簇路由算法

在研究经典低能量自适应分簇路由算法的基础上,提出基于蚁群的无线传感器网络分簇路由算法。该算法将蚁群算法应用到簇间路由机制中,寻找簇头到基站的最佳路径,使得离基站较远的簇头节点沿着最佳路径传输信息,有效地减少了簇头节点的能量开销。同时,在簇头选举时,该算法不仅考虑簇头节点的剩余能量,而且兼顾簇头与簇头之间的距离,使得簇头分布更加均匀。仿真结果表明,该算法和LEACH及DADC算法相比,有效地均衡了网络能量消耗,并延长了网络生命周期。     

一种基于卡尔曼滤波的分簇WSNs拥塞检测与控制方案

针对分簇结构下无线传感器网络簇首节点因负载过大易产生拥塞问题,提出一种基于卡尔曼滤波拥塞预测与缓解算法CMKBO,该算法首先基于卡尔曼滤波理论,依据当前簇首缓存占用情况,预测下一时刻簇首队列长度,并结合簇首吞吐量对网络拥塞程度进行综合预判,当网络拥塞程度预测值超过设定阈值时,在簇内寻找一个最优节点协助簇首进行数据缓存和转发以达到控制和缓解网络拥塞,簇首启动拥塞控制时,协助节点依据当前簇首拥塞程度选择簇内转发或簇外转发,以实现不同情况下的拥塞控制。仿真实验结果表明:该算法能够较准确地预测未来簇首拥塞状况,能较好地缓解簇首压力,较CODA算法有更好的网络特性。     

Dynamic Affinity Cluster Allocation in a Shared Disks Cluster

A shared disks (SD) cluster couples multiple computing nodes for high performance transaction processing, and all nodes share a common database at the disk level. In the SD cluster, a front-end router selects a node for an incoming transaction to be executed. An affinity-based routing can increase the buffer hit ratio of each node by clustering transactions referencing similar data to be executed on the same node. However, the affinity-based routing is non-adaptive to the changes of the system load. This means that a specific node would be overloaded if corresponding transactions rush into the system. In this paper, we propose a new transaction routing algorithm, named Dynamic Affinity Cluster Allocation (DACA). DACA can make an optimal balance between the affinity-based routing and indiscriminate sharing of load in the SD cluster. As a result, DACA can increase the buffer hit ratio and reduce the frequency of inter-node buffer invalidations while achieving the dynamic load balancing.     

A routing protocol for vehicular ad hoc networks using simulated annealing algorithm and neural networks

Vehicular ad hoc network (VANET) is special type of mobile ad hoc networks which establish communications between adjacent vehicles and also between vehicles and roadside units. Thanks to their dynamic and fast topology changes, inter-vehicular ad hoc networks are like dynamic networks without organizations. Hence, developing a reliable routing algorithm is regarded as a notable challenge in these networks. In this paper, a clustering-based reliable routing algorithm was proposed for VANETs with reliable applications. In this way, simulated annealing was used for appropriate clustering of nodes and the parameters of node degree, coverage and ability were considered in the proposed method. For selecting cluster head, radial basis function neural network was used and a suitable fitness function with velocity and free buffer size parameters was used. Each cluster has two gateway nodes which are used as the communication interface for transmitting data from one cluster to another cluster. The simulation results indicated the efficiency of the proposed method in terms of route discovery rate and packet delivery rate.     

延迟容忍网络中基于概率传递的可靠路由算法

针对延迟容忍网络中节点缓存受限引起大量消息被丢弃的问题,在概率路由算法的基础上,提出一种基于概率传递的可靠路由算法R PROPHET。该路由算法根据节点缓存中消息替换的历史情况评价节点的可靠性,以保证消息在可靠的节点间传输直至交付给目的节点。仿真结果表明,该算法能够减轻消息在节点间无效传递的情况,能够获得较高的消息交付率,并具有较低的通信开销。     

一种基于节点位置和密度的非均匀分簇路由算法

分析了现有分簇路由算法,提出了基于节点位置和密度的非均匀分簇路由算法。簇头选举阶段,考虑了节点的剩余能量,并引入竞争机制进行簇头选择;成簇阶段,综合考虑节点与基站的距离、节点密度以进行非均匀分簇,达到节点能耗均衡的效果,同时解决路由热区问题;簇间路由阶段,通过设立通信簇头节点,使簇间数据转发任务从簇头中分离,簇头节点只负责簇内的数据收集和融合,而通信簇头节点负责簇间数据传输,减少了簇头的能量消耗。实验结果表明,改进后的路由算法能够有效地均衡网络负载,并显著地延长网络的生命周期。     

改进遗传算法的WSN节点最优路由选择策略

针对无线传感器节点数据传输过程中的能量消耗问题,为了提高节点数据传输实时性,提出一种改进遗传算法的无线传感器网络节点最优路由选择策略。根据无线传感器网络的拓扑结构将监测区域划分不同大小的簇,并根据节点剩余能量选择每一个簇的簇头节点,然后将簇头节点编码成遗传算法的个体,根据数据转发能量耗能和延迟时间构建个体的适应度函数,并通过模拟自然界生物进化过程中的选择、交叉、变异等操作,找到节点数据转发的最优路径,在Matlab 2012平台上对数据路由算法的性能进行仿真测试。仿真结果表明,相对其他路由选择策略,提出的路由选择策略不仅可以均衡各个传感器节点的剩余能量,而且大幅度减少了数据转发路由过程中的能量消耗和延迟时间。     

基于量子遗传算法的无线传感器网络路由研究

通过分析无线传感器网络(WSN)分簇路由算法中簇首节点分布,能量消耗,数据传输等问题,提出了一种基于熵权法量子遗传算法的路由算法,该算法在簇首的选举过程中采用熵权法动态的确定节点剩余能量、节点间的通信距离、节点度数和节点与基站的距离这四个因素的权值系数,在簇首选举结束后,利用量子遗传算法寻找出一条遍历所有簇首与基站的路由,通过最佳路由将所采集的数据传输给最终的基站节点。该算法实现了合理的簇首选举,并在簇首间采用最佳路由的方式向基站传输数据的功能。仿真结果分析表明,该算法在网络生存周期、能耗均衡方面均优于LEACH、CECA-GA算法,达到了延长了网络生存周期,均衡能耗的目的。     

基于MAP-ICC的无线Mesh网络层次路由协议研究

在研究混合路由协议HWMP和低功率自适应层次路由算法LEACH基础上,提出一种基于能量均衡的层次路由算法MAP-ICC（Mesh Access Point Independent Construction of Cluster）。该算法针对无线Mesh网络中的接入层MAP节点进行独立建簇,以MAP节点的能量消耗为依据计算最佳簇首个数,根据最佳簇首个数对覆盖的环形区域内的MAP节点进行分簇,用户节点根据加权公式选择合适的簇首加入。仿真实验结果表明：提出的MAP-ICC独立建簇算法一定程度上增加了网络生存时间,提高了数据报文发送成功率和降低了路由负载。     

Robust load-balanced backbone-based multicast routing in mobile opportunistic networks

Mobile opportunistic network (MON) is an efficient way of communication when there is no persistent connection between nodes. Multicast in MONs can be used to efficiently deliver messages to multiple destination nodes. However, because multiple destination nodes are involved, multicast routing is more complex than unicast and brings a higher communication cost. Backbone-based routing can effectively reduce the network overhead and the complexity of routing scheme. However, the load of backbone nodes is larger than that of regular nodes. If the backbone node’s buffer is exhausted, it will have a significant impact on the performance of the routing scheme. Load balancing can improve the ability of backbone to deal with the change of network load, and backbone maintenance algorithm can provide backbone robustness. In this paper, we propose a robust load-balanced backbone-based multicast routing scheme in MONs. In the backbone construction algorithm, we transform the problem of backbone construction into a multi-objective optimization problem, and propose a multi-objective evolutionary algorithm-based backbone construction algorithm, namely LBMBC-MOEA algorithm. In addition, in order to increase the robustness of the backbone-based routing scheme, we propose a localized multicast backbone maintenance algorithm (MBMA) to deal with the buffer exhaustion of backbone nodes. When a backbone node’s residual buffer is insufficient, MBMA algorithm selects other nodes to replace the backbone node. The results on extensive simulations show that when considering the node buffer size constraints, compared with previous backbone-based multicast routing schemes, our proposed algorithm has better performance, and when the node’s residual buffer is insufficient, MBMA algorithm can significantly improve the performance of the backbone-based multicast routing scheme.     

改进的异构无线传感器网络路由算法

稳定选举协议因没考虑节点的剩余能量,造成一些低能量节点当选为簇头而过早死亡,而且选出的簇头将数据直接发送给基站,导致部分距离基站较远的节点能量消耗过大而死亡。针对这两个问题,提出了一种适应于异构环境的改进的无线传感器网络路由算法。该算法在簇头选取过程中,加入节点的剩余能量和邻居节点数,使得具有较高的剩余能量且分布在密集区域中的节点当选为簇头的概率增大,并参考图论中的Dijkstra算法,实现簇头到基站低代价传输的多跳通信。仿真结果表明,与传统的稳定选举协议及其改进算法对比,该算法降低了网络的能量消耗,明显地延长了网络的稳定期和生命周期。