LEACH-REC算法的研究及实现

LEACH(低功耗自适应集簇分层协议)是无线传感器网络中常用的分簇路由算法。在LEACH算法的基础上,提出一种基于节点剩余能量和区域中心化的算法(LEACH-REC)。该算法从两个方面进行改进,在回合的建立阶段,根据节点的剩余能量和位置选择簇首;在数据传输阶段,将簇首分成不同的区域,某个区域的簇首节点根据weight(i,j)的值选择下一跳,直到数据传输到sink节点。模拟实验表明,对比LEACH和LEACH-ED,该算法(LEACH-REC)传感器网络的生命周期分别延长了600和400回合左右,网络的服务质量有明显的提高。     

一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议

为了更好地节省无线传感器网络的能量消耗,完成网络数据收集的使命,提出了一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议(novel energy-efficient data gathering protocol,NDGP)。协议中簇生成阶段确定了近优簇半径、簇内工作节点数量的计算依据。以此为基础,节点综合自身剩余能量和到基站的距离竞争簇首,簇首在保证簇内覆盖率的前提下,选择关闭冗余节点,以达到网络节能的效果;接着以基站为中心按层往外有序地完成簇间多跳路由的建立。与另外两种数据收集协议(LEACH,DEEC-MR)进行仿真对比,结果表明NDGP能生成簇分布均匀的网络拓扑,有效降低了网络的运行能耗,延长了网络寿命。     

基于簇树的6LoWPAN无线传感器网络构建方案*

提出了基于簇树的6LoWPAN无线传感器网络构建方案,此方案提出以簇内节点数量为度量参数的簇生成算法,在簇生成算法中,总是簇内节点总数最多的簇首节点首先发起簇的生成过程,因此实现了簇首节点数量最小化。此外,本方案还提出了簇首节点及簇关联节点移动或失效时的簇及簇树的修复算法,即基于簇内节点的权值选举新的簇首节点或簇关联节点,以维护簇或簇树的拓扑结构,确保IPv6地址配置和路由的连续性及正确性。对本方案进行了性能分析,分析结果验证了其构建的网络结构稳定性更强,路由功耗更低。     

基于簇首移动的无线传感器网络路由算法

以往的无线传感器网络分簇算法中,簇首位置固定无法移动,缺乏针对网络实时变化的灵活性,在均衡网络节点能量消耗的问题上存在着缺陷。鉴于此,提出一种簇首移动的无线传感器网络路由算法（MCHCA）。MCHCA算法将簇首设置为移动节点,通过网络区域大小及节点传输半径确定合理的移动簇首数目;根据簇内成员的位置坐标和剩余能量的信息,确定簇首每轮所需移动到的最佳位置;移动簇首收集簇内成员的数据并将其融合,传递给Sink节点。仿真结果表明,该算法可以有效地均衡网络节点负载的能耗,提高了网络的生命周期。     

负载均衡的无线传感器网络的分簇路由算法

无线传感器网络分簇算法中,簇首肩负着收集、融合和传输数据的责任,影响整个簇的性能。簇首能量快速消耗,破坏了网络节点能量的均衡性。针对此,提出了一种负载均衡的分簇算法（LBCA）,由簇内成员和助理簇首帮助簇首完成任务。簇首选择阶段,通过两次筛选确定簇首的方法来控制簇首个数;簇内收集数据时结合蚁群算法寻找遍历簇内的最短路径,减小簇首能量消耗的压力;给Sink节点传递数据过程中,在簇内选择一个助理簇首来辅助簇首工作。仿真结果表明,该算法可以有效地均衡网络节点负载的能耗,提高网络的生命周期。     

一种基于LEACH的无线传感器网络路由改进算法

在低功耗自适应分层路由算法(LEACH)研究的基础上,针对它簇首负担过重的问题,提出了一种基于双簇首机制的改进算法。该改进算法通过在簇内选择次簇首传输数据,在一定程度上平衡了网络内能量损耗。在NS2上的仿真实验表明,与LEACH相比,它能延长网络生存周期。     

改进的无线传感器网络簇首选择策略及其路由算法

针对无线传感器网络中簇首能耗较大引起的能量黑洞问题,在不均匀分簇的基础上,从簇首选择和簇首更换两个方面提出相应的改进措施。在簇首选择时,将整个网络区域分为不均匀的簇,通过相关参数的设置,让每簇中能量最高的节点当选为簇首节点,网络运行时簇首维护本簇的能量信息表;在簇首更换时,采用局部更换测量,并由当前簇首在能量信息表中选择剩余能量最高的节点作为下一个簇首节点,从而改善了簇首能量效率和负载均衡。最后进行了仿真实验与对比,实验结果表明改进的路由协议能够有效提高网络性能,延长网络生命周期。     

WSN中基于分簇的改进路由协议

LEACH协议的非均匀分簇会造成网络节点能耗分布不均衡。为此,提出一种基于分簇的改进LEACH路由协议。根据节点剩余能量以及节点到基站的距离选举簇首,依据接收信号强度确定簇成员节点,并且成簇规模不得超过最大成员数。采用在簇首与基站之间建立多跳路由树的方法,向基站发送数据。仿真结果证明,改进协议能均衡网络负载,提高网络运行周期。     

无线传感器网络簇首备份机制研究

提出一种基于综合指标的无线传感器网络簇首备份机制。通过节点剩余能量、节点度数、通信代价三者构建一种有效的综合指标,通过对簇内成员节点的综合指标排序,选取具有最优综合指标值的成员节点作为备份簇首。对该备份机制的仿真结果表明,采用该机制的分簇无线传感器网络可有效地降低簇首故障所带来的损失,加强了分簇的稳定性,延长了网络的生命周期,提升了网络的整体性能。     

基于最优簇首的高能效传感器网络路由协议

分簇路由协议中,簇首个数和网络通信方式直接影响网络的性能,针对经典分簇协议的不足,提出一种新的基于最优簇首的多跳路由协议。在簇首选择时,它综合考虑网络的动态最优簇首数和节点的剩余能量而不是随机轮询;在传输阶段,采用改进的簇首间多跳转发而不是直接发送。仿真表明,该方案有效延长网络生存期,并具有良好的扩展性。     

一种半径自适应成簇多跳传感器网络路由算法

针对低功耗自适应聚类路由算法LEACH随机选择簇头和簇头间单跳通信的缺陷,提出一种新的成簇路由算法——半径自适应成簇多跳路由算法RACMH．它将半径自适应成簇技术与多跳通信方式相结合,节点根据本地信息独立地决定成为簇头节点或成员节点;簇类覆盖的区域限制在一定半径范围内,所有簇头节点根据权重消息组织成一棵路由树,采用多跳通信方式向基站传输数据．仿真实验表明,与LEACH相比较,该算法能更有效地延长网络生命周期,节省网络能量消耗,实现网络负载平衡．     

基于HEED的簇间路由协议的研究

针对HEED协议中簇首与基站通信能量消耗过大的问题,在HEED协议的基础之上,提出了一种簇间路由的算法ICRP。网关GW从若干个簇首中选出它的中心簇首和中间簇首,通过ICRP最终将WSN划分成若干个LArea。每个LArea中都有一个中心簇首、一个网关和若干中间簇首。中间簇首通过网关将数据发给中心簇首,中心簇首融合后再发给基站。实验证明,该协议减少了与直接基站通信的簇首的个数,降低了能耗,延长了网络的生命周期。     

基于LEACH协议的簇头多跳(LEACH-M)算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的协议,适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间.早先提出的LEACH协议是无线传感网中的低功耗自适应分层路由算法,但节点通过一跳通信将数据传送给簇头,簇头也通过一跳通信将聚合后的数据传送给基站,这样会造成簇头节点负载过重,在LEACH协议中引入簇头多跳算法,使得簇头之间形成一个多跳的最优路径通向基站,从而减少了簇头节点能量的消耗,延长了传感网的寿命.实验表明此方法行之有效.     

基于非均匀分簇与路径优化的WSN路由协议

在无线传感网络中,传感节点的能量有限性,使得能量有效利用成为其"热点"问题。针对LEACH协议簇头的随机选择,导致成簇不合理或簇头节点加速死亡,簇首与基站直接通信能量消耗大的问题。提出了一种高能效路由协议UCPO。该协议根据最佳簇头个数划分区域,综合考虑簇内能量消耗和节点剩余能量选择簇头,以多跳方式完成数据的发送。仿真表明,改进协议显著减少整个网络能量消耗,延长了网络的生存周期。     

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。     

无线传感器网络的簇头间距自适应HDA-LEACH算法

针对LEACH算法中当某些簇头间距过近时会导致传感信息冗余和簇头多余能耗的问题进行了改进,提出了HDA-LEACH算法,增加了对节点剩余能量以及簇传输阶段的考虑,并且从两方面提出了簇头间距自适应的拓扑控制改进方案：一是重新分配簇头以消除簇头间距过近情况,二是取消两太近簇头中能量较低簇头的簇头资格。用MATLAB对LEACH算法和HDA-LEACH算法进行仿真,证实HDA-LEACH算法在网络生存时间和负载平衡程度上比LEACH算法有了明显提高。     

无线传感器网络LEACH协议群首算法的改进

LEACH是最早的无线传感器网络路由协议之一,其组网过程中的推选群首的算法存在着群首个数和群首位置分布不稳定的现象,对网络寿命会产生不良影响。本文提出了撤销群首算法和增选群首算法,通过调整群首数目和群首间距离,达到使群首个数和分布位置趋于稳定的目的,仿真结果证明了算法的有效性。     

一种负载均衡的分簇路由协议

在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务从簇首中分离.簇首负责簇内的数据收集和融合,网关负责簇间数据传输.实验结果表明,改进后的协议能有效地均衡网络中的负载,并显著地延长网络的生存时间.