WSN中满足公平性的时分复用调度算法

如果网络中的节点不能及时公平地共享信道资源,会造成数据传输延时的增加和节点能量的浪费。为解决这种信道分配不均问题,提出一种基于TDMA的调度算法TSFA。该算法分为网络分簇、节点染色、独立集调度3个步骤,主要思想是在分布式顶点染色算法DVCA的基础上得到最大独立集,其根据每个独立集内的数据流量大小分配时隙。仿真结果表明,TSFA避免了相邻节点间的通信干扰,减少了网络的通信延时,提高了网络的吞吐量,实现了信道分配的公平性。     

一种基于功率控制的WSN分簇路由算法研究

针对无线传感器网络研究领域中能量均衡性难以控制的问题,在LEACH协议的基础上提出了一种功率控制的分簇路由算法(PCRA算法).该算法基于最优连通功率,同时考虑节点的剩余能量、相对距离以及最优的邻居节集合对簇头的选择机制进行优化,从而实现网络稳定成簇和数据传输方式上的优化.通过结合距离、路径损耗和剩余能量等因数,使用权值来选择下一跳节点,实现了簇间通信,有效地避免了分簇协议应用被网络区域大小局限的问题.仿真数据显示,PCRA算法可使全网节点间的冲突区间变少,降低节点之间的竞争强度,进一步提高网络能量的有效性和吞吐量.     

基于干扰估计的WSN链路自适应控制方法

针对现有的无线传感器网络传输功率控制算法未充分考虑实际信道干扰的问题,给出了基于干扰估计的最优传输功率计算方法;考虑到通信信道及活跃节点数目的时变性,提出了自适应速率调整算法;最后通过试验验证了所提方法的可行性。     

一种功率自适应控制方案在移动自组网的应用

介绍了移动自组网的特点和802．11 DCF传输方式,论述了自组网的动态节能机制,提出了一种通过交换控制信息来预测最小发射功率的功率自适应调整MAC协议。仿真实验证明了该方案能有效降低系统的能量消耗,提高了网络的利用率。     

CDMA系统中的一种新的自适应功率控制方法

作为第三代移动通信的关键技术之一,功率控制技术在CDMA系统中得到了广泛的应用。本文在分析传统固定步长功率控制方法缺点的基础上,提出了一种将Markov过程理论应用到功率控制中的新的自适应变步长功率控制方法。     

WSN中基于混合整数非线性规划的功率分配算法

近期协作路由协议的研究受到广泛关注.然而,现多数协作路由协议是以减少能量消耗为目的,它们并没有考虑在协作路由中的数据包碰撞概率最小化问题.为此,针对无线传感网WSNs(Wireless Sensor Networks)的协作路由,提出基于最小化碰撞概率的功率分配CMPA(Collision Minimization-based Power Allocation)算法.首先,推导了碰撞概率数学模型,并形成了混合整数非线性规划问题.然后,为了降低复杂度,将功率分配和路由选择进行独立处理,同时利用分支界定空间缩小BBSR(Branch-and-Bound Space Reduced)算法求解.仿真结果表明,提出的CMPA算法能够有效地降低碰撞概率和总的传输功率.与OKCR算法相比,CMPA算法的碰撞概率下降了近82%,总的传输功率下降了0.1 dB.     

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。     

通过功率控制建立密度自适应的分簇无线传感器网络

无线传感器网络的分簇密度是不定的,通过控制簇头发射功率将能使分簇密度控制在合理范围内.无线传感器网络的"簇头--成员"结构与CDMA的"基站--移动台"结构相似,可以采用CDMA的功率控制机制对无线传感器网络的最小ID分簇算法进行优化.改进后的算法和步骤得到了描述,并给出了控制簇头发射功率的流程图.     

一种低功耗自适应集簇分层协议的优化算法

针对低功耗自适应集簇分层(LEACH,low energy adaptive clustering hierarchy)协议在簇头(CH,cluster head)选择和能量消耗方面的缺陷,提出了改进的LEACH协议,记为LEACH-Ⅰ(LEACH-improved)协议.LEACH-Ⅰ协议利用节点离基站的位置和剩余能量选择簇头,使得CH均匀分布.同时,减轻CH负担,从簇内选择剩余能量最大的节点作为数据融合节点,分担原本由CH完成的数据融合任务,平衡了节点间的能量消耗问题.实验结果表明,提出的LEACH-Ⅰ协议有效地延长网络生存时间,比LEACH、DDEEC的网络生存时间分别提高了60％、43％.     

基于最短路径树的分布式功率控制路由算法

当节点不能获知与邻居节点的距离时,为解决节点能量消耗过快而过早失效,从而减少网络生存时间的问题,提出基于最短路径树的分布式功率控制路由算法(DPCRA_SPT)。该算法综合考虑网络中节点间传输数据的能耗和邻居节点的剩余能量,引入新的权值函数和功率线性衰减模型。运用分布式非同步Bellman-Ford算法构建最短路径树,所有节点沿着最短路径树将数据汇集到Sink节点。仿真结果表明:在密集分布的无线传感网中,通过调整参数,DPCRA_SPT算法可以延长网络生存时间,将能耗保持在较低的水平。在一定的条件下,DPCRA_SPT算法比Ratio_w_FTP、BFFTP、BFSAM、BFPAM算法更优。     

改进型WSN分布式TDMA调度协议

无线传感器网络以汇聚型数据传输应用为主,多采用树型拓扑结构。根据该特征,提出一种改进型分布式时分复用调度协议,该协议依据节点距离sink的最小跳数和最大剩余能量建立树型拓扑,其分配算法分别采用临近最大值和跳数排序法。分析及仿真实验结果表明,采用这2种算法的改进型调度协议能有效降低数据传输时延和能耗。     

改进的VANET分布式自适应时分多址分配机制

在车载自组织网（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）环境下,针对多节点同时接入信道时的竞争冲突问题,将分布式时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）和空分多址（Space Division Multiple Access,SDMA）思想相结合,提出改进的分布式自适应时分多址分配机制（Modified Decentralized Adaptive TDMA Scheduling mechanism,MDATS）.MDATS协议的节点通过帧信息（Frame Information,FI）的交互,获取两跳范围内其他节点时隙使用情况,从而筛选出空闲时隙集.竞争区域将根据空闲时隙数在空间上均分成多个逻辑区段,节点则根据所处的逻辑区段与空闲时隙的对应关系确定竞争使用的时隙.该协议通过对空闲时隙在空间上的分散化,降低同时接入节点之间的竞争冲突.仿真结果表明,MDATS协议与其他类似MAC协议相比,能够达到更高的信道接入成功率、更低的接入时延性能以及更高的时隙利用率.     

WSN中一种改进的TopDisc分簇算法

针对拓扑发现（TopDisc）算法构建的网络灵活性不强、重复执行算法的开销过大和没有考虑节点的剩余能量等缺点,对原算法进行分析与改进,并用OPNET网络仿真工具进行模拟仿真与性能分析。仿真结果证明,改进的TopDisc算法在节能性与稳定性等方面比原有算法有较大的提高。     

基于能量的WSN多跳簇生成算法

提出一种基于能量的多跳簇生成(EMHC)算法,根据剩余能量争先原则选择簇首,并采用最小通信代价的多跳簇内结构。通过OMNet++模拟器对算法进行实验,结果表明,EMHC形成的簇首分布较为均匀,可以利用最佳多跳路径节约传输能量,提高网络生存时间,与LEACH和HEED算法相比具有较大优势。     

基于节点生存时间的WSN节能路由算法

针对无线传感器网络寿命受节点能量制约的问题,提出基于节点生存时间的节能算法。根据节点接收、发送和处理数据后的剩余能量,给出节能算法中“轮”的概念,以已有阈值函数为基础进行改进,簇首选举利用改进阈值函数得到该簇最佳簇首节点,从而延长节点生存时间,使簇首以较低能耗延长其轮回周期。仿真结果表明,该算法能有效降低节点死亡速度,延长网络寿命。     

基于能量和均衡分簇的WSN自适应拓扑控制

无线传感器网络中基于分簇的拓扑控制方法容易将低能量节点误选为簇头而加速死亡,且在成簇过程中未考虑簇成员数量,会导致簇头负载过重。为此,提出一种基于能量和均衡分簇的自适应拓扑控制方法。在选择簇头时考虑节点的剩余能量,采用均衡化思想自适应构建簇成员。仿真实验结果表明,该方法能有效降低节点死亡速率,延长网络寿命,提高网络的服务性能。     

无线传感器网络TDMA MAC协议的对比和改进研究

无线传感器网络MAC协议对网络的生命期有着重要影响,为找到适合一定环境所使用的MAC协议,必须对不同的MAC协议进行必要的分析。从数据帧着手,分析了不同的基于TDMA的调度式MAC协议的差异。针对原有TDMA MAC协议数据传输量不高、实现难度大等问题,提出相应的改进方法,并对三个基于LEACH的TDMA MAC协议进行了仿真实现,仿真结果与数据分析的结果一致。     

多宿点无线传感器网络时分多址时隙优化分配算法

针对单宿点无线传感器网络的时延大、容易出现传输瓶颈等问题,提出了多宿点无线传感器网络模型以及该模型的基于遗传算法(GA)的时分多址(TDMA)时隙分配算法。该算法根据宿点的数量以及位置将整个传感器网络划分成多个小传感器网络,并采用遗传算法对时隙分配结果进行优化。仿真结果表明,基于遗传算法的多宿点无线传感器网络TDMA时隙分配算法得到的时隙分配结果在时隙分配帧长度、数据包平均时延以及节点平均能耗方面均要优于图着色算法。     

基于无线传感器网络的混合MAC协议

结合载波侦听多路访问(CSMA)与时分多址(TDMA)的工作方式,提出一种基于无线传感器网络的混合介质访问控制(MAC)协议。引入快速冲突解决算法,对CSMA模式下的SMAC协议进行改进,使其争用窗口可以随着网络流量变化而动态改变,从而完成CSMA模式与TDMA模式的平滑切换。OMNeT++平台上的仿真结果表明,该协议能提高信道利用率,延长网络生命周期。     

无线传感器网络SMAC协议的节能改进

分析SMAC协议的工作过程以及自适应侦听的原理,针对该机制存在的无谓侦听问题提出改进方案。在协议中引入上下节点表,使节点自行判断是否应当被唤醒,避免无谓侦听,减少能量损耗,同时对该改进方案进行仿真。实验结果表明,该方案是有效的。