能量均衡的WSN非均匀分簇路由算法

针对现有无线传感器网络（WSN）分层分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出一种能耗均衡的WSN非均匀分簇路由算法。该算法通过在已划分的非均匀区域中构建中间层达到均衡簇首和其他节点能耗的目的,实现WSN整体能耗均衡。实验结果表明,该算法能均衡WSN能耗负载,提高WSN的能量效率,延长100轮～200轮WSN生命周期。     

基于分层的WSN非均匀分簇路由协议

为了缓解基于分簇的无线传感器网络中常出现＂热区＂问题。提出一种非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议。基本思想是将网络划分为宽度不等的层来构建非均匀的簇。算法综合考虑多方面因素来构建更合适的簇和路由树来均衡负载。仿真结果表明该协议能够有效缓解＂热区＂问题,延长网络存活时间。     

基于博弈论能耗均衡的WSN非均匀分簇路由协议

在无线传感器网络(WSN)的分簇路由算法中,节点间能耗不均容易引发 “能量空洞”现象,影响整个网络的性能。针对这个问题,提出了一种基于博弈论能耗均衡的非均匀分簇路由(GBUC)算法。该算法在分簇阶段,采用非均匀分簇结构,簇的半径由簇头到汇聚节点的距离和剩余能量共同决定,通过调节簇头在簇内通信的能耗和转发数据的能耗来达到能耗的均衡;在簇间通信阶段,通过建立一个以节点剩余能量和链路可靠度为效益函数的博弈模型,利用其纳什均衡的解来寻找联合能耗均衡、链路可靠性的最优传输路径,从而提高网络性能。仿真结果表明:与能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法和非均匀分簇节能路由(UCEER)算法相比,GBUC算法在均衡节点能耗、延长网络生命周期等性能方面有显著的提高。     

基于网格分簇的WSN能量感知路由协议

针对现有无线传感器网络中各节点能量消耗不均的缺陷,提出基于网格的二层分簇方案设计能量感知路由协议,在分簇过程中,利用节点位置信息确定簇的大小,通过簇头节点来实现均匀的网络划分。经过理论分析和仿真实验,对该协议的性能进行验证,并与LEACH协议进行比较。结果表明,该协议能够使网络中各节点较均衡地消耗能量,从而延长整个网络的生命周期。     

基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法

针对无线传感器网络中多跳通信造成的“热区”问题,改进EEUC路由协议,提出基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法。将数据监测区域分为近区与远区,各区域的簇内可产生主副两个簇头,近区的副簇头负责转发数据,以分担主簇头的能耗;远区的副簇头负责采集数据和融合数据,以减少簇内节点通信代价。仿真结果表明,与LEACH和EEUC算法相比,所提算法网络生存期分别延长了22.9%和10.1%,平均能量消耗减少了29.3%和8.6%,有效地均衡了网络负载,延长了网络的生命周期。     

一种分布式能量高效的WSNs非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)多跳通信方式中存在的"热区"问题,提出了一种分布式的、能量高效的非均匀分簇(DEEUC)路由协议。该协议将节点的剩余能量作为簇首选择的一个重要指标,候选簇首由上轮簇首根据簇内成员节点的剩余能量指定,候选簇首能否最终成簇首也是其能量竞争的结果。在DEEUC协议中,簇首以多跳的方式与基站进行通信并选择正向单位能耗最小的邻居簇首作为路由节点以节约能耗。仿真实验表明:DEEUC能较好地提高网络能效,延长网络生存时间。     

一种改进的WSN非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中的“热区”问题,提出了一种新的低能耗的非均匀分簇路由协议——LEUC.该协议中,采用分布武与集中式相结合的方式依据节点的剩余能量与相对圆环中心线的位置选择簇首,成簇时综合考虑簇首能量与信号强度,簇内根据簇的大小采用单跳或者多跳传输数据,簇间构建多跳动态路由.仿真结果表明:LEUC协议可以较好地解决“...     

无线传感器网络能量异构非均匀分簇路由协议

基于分簇的无线传感器网络路由协议,采用多跳路由方式传输数据至基站,容易造成靠近基站的节点转发大量数据而过早失效。另外,分簇协议通常假定网络节点是能量同构的,不能有效解决节点能量异构的问题。因此,从非均匀分簇的角度出发,结合局部竞争簇首机制,提出了一种基于能量异构的分簇协议（EHUC）。仿真结果表明该协议能够有效应用于能量异构的无线传感器网络,并延长网络的生命周期。     

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。     

高效节能的无线传感器网络路由协议研究

现有的分簇式无线传感器网络路由协议中,簇大小通常是固定的.簇首间采用多跳通信的方式将数据传送至基站的过程中,靠近基站的簇首由于需要转发大量来自其它簇首的数据而负担过重,可能造成节点过早死亡.为了解决这种情况,提出一种非均匀分簇的多跳路由协议,根据与基站的距离建立大小不同的簇,靠近基站的簇规模小于远离基站的簇,靠近基站的簇首可以为数据转发预留能量.同时,在簇首选择机制上基于LEAcH做了一定的改进,通过综合考虑簇内平均能量、节点剩余能量等参数,有效避免了低能量节点被选为簇首.仿真实验结果表明,路由协议能有效地平衡簇首的能量消耗,延长网络的生存时间.     

一种基于分层无线传感器网络的路由算法

在多跳无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外部的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致“能量空洞”的出现.采用分层的网络结构能够有效延迟能量空洞的出现.在分析现有路由算法 的基础上,结合分层的思想,对现有算法的路由算法进行了改进,提出了分层网络中各层环内最佳簇头和成簇概率的计算方法.在路由发现阶段引入了簇头路由指标,用于控制路由簇头接纳的路由数量,从而平衡了环内各个路由簇头的能量消耗.仿真实验结果表明,新的路由算法在网络生存时间、能耗均匀程度方面均优于现有算法.     

非均匀分簇路由协议改进算法

针对无线传感器网络中存在的“热区”问题,改进了非均匀分簇(EEUC)路由协议的簇头选择策略和簇间多跳路由算法,即在簇头竞争阶段分别对阈值的设定、非均匀分簇竞争半径的计算提出了相应的改进措施。在簇间多跳路由选择阶段,在网络能量代价开销公式中加入了两个因子:候选中继节点已当选转发节点的次数以及簇内成员个数。对改进的协议进行了仿真验证,结果表明:与原EEUC协议及LEACH协议相比,改进的EEUC协议具有更高的网络执行效率,更好地解决了热区问题,均衡了网络能耗,延长了网络的生命周期。     

一种适用于煤矿井下无线传感网的能量均衡路由协议

矿井无线传感网的拓扑呈长距离带状,节点间能耗不均问题十分严重。非均匀分簇策略能从全局均衡节点能量负载,在矿井中具有良好的适用性。针对矿井传感网的带状特性提出了一个簇规模自适应调节的能量均衡分簇路由协议。协议根据节点离汇聚点的距离、剩余能量及分布密度来构造规模不等的簇。簇首的竞选以节点相对于周围候选者的能量水平为依据,避免了低能量节点被当选为簇首。簇间多跳路由算法依簇首近似线型的分布特点设计,不但考虑链路能耗最优,亦注重转发节点间的能量均衡。模拟实验结果表明,该路由协议显著平衡了网中节点能耗,延长了网络生存时间。     

基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法

通过路由算法减少节点的能耗、延长网络的寿命是无线传感器网络的研究重点之一。探讨了能量高效的分层无线传感器网络路由算法,提出一个基于地理位置信息静态分簇,根据节点剩余能量及节点在簇内的位置选择簇头的分层路由算法(GSCH),适用于静态无线传感器网络。仿真实验结果表明该路由算法有效地减少分簇成形及簇首选择的能耗,延长了整个网络的寿命。     

一种新的基于能量消耗速率模型的分簇路由协议

无线传感器网络中通常采用分簇路由协议来减少能耗,但仍然存在节点能量消耗快且不均匀的问题。鉴于经典的低功耗自适应集簇分层型协议LEACH的簇头选举过程中,没有考虑节点能量消耗速率和普通节点到sink节点距离的局限性,提出了一种新的分簇路由协议。仿真实验表明,新协议能够使节点能量均匀分布,降低节点能量消耗,延长传感器网络的生存周期。     

Distributed hierarchical search for balanced energy consumption routing spanning trees in wireless sensor networks

We provide a new heuristic method approach to search for degree-balanced and small weight routing spanning trees in a network. The method is a modification of Kruskal’s minimum spanning tree search algorithm and is based on a distributed search by hierarchical clusters. It provides spanning trees with a lower maximum weighted degree, a bigger diameter, and can be used for balanced energy consumption routing in wireless sensor networks (WSN’s). The method can be naturally implemented in parallel or as a simple locally distributed algorithm. Simulations for a realistic case scenario WSN are done based on the transmission energy matrix. The simulation results show that the proposed approach can extend the functional lifetime of a WSN in terms of sensor transmission energy by 3–4 times. We also show that the results can be further improved by using a preliminary clustering of the input network.     

基于能耗均衡的无线传感器路由算法

为了延长无线传感器的使用寿命,弥补传统路由算法的不足,提出一种基于能耗均衡的无线传感器路由算法。首先,分析了无线传感器节点能量的消耗过程,建立了源节点到目的节点的路由表;然后,通过单跳消息方式确定每一个传感器节点的相邻节点,并把剩余能量信息传递给其相邻节点;最后,根据蚁群算法中的信息素浓度与局部能量来选择无线传感器传输数据时的下一跳节点。通过具体实验对其性能进行了测试,实验结果表明,该算法能耗低,保证了能耗均衡,最大程度地延长了传感器节点的寿命。     

基于链路质量的层次型路由协议研究

在无线传感器网络应用中,节点间通信的质量和能耗都受到链路质量因素的影响。提出了基于链路质量的层次型路由协议(EBCLQ),该协议由网络初始化、簇形成、数据传输3部分组成。网络初始化算法NIL利用LQEWAL链路质量预测方法来获取节点间链路质量和邻节点信息,以为后续工作做准备;簇形成包括基于链路质量和能量的候选簇头产生算法CCELE、正式簇头确立算法FCECC以及簇建立;EBCLQ协议在数据传输阶段提出了簇内时隙分配算法SAL和簇间单跳与多跳相结合的算法MOCC。最后,通过MATLAB,在仿真环境下实现了EBCLQ协议,并通过比较和分析其在网络中的执行效率证实了EBCLQ协议的有效性和均衡性。     

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。