基于负载均衡的簇间路由协议

针对无线传感器网络簇头节点负载不均衡的问题,提出一种基于负载均衡的簇间路由协议.该协议通过记录邻居簇头节点到Sink节点的最小跳数信息建立到Sink节点的多条路径,根据簇节点的剩余能量和负载选择合适的路径进行路由,从而实现了簇头节点间的负载均衡.仿真实验结果表明,该路由协议能有效地均衡网络负载和簇头节点能量消耗,减少数据传输延迟,延长网络生存时间.     

WSN中基于5色标记的分簇路由研究

分簇路由可以通过数据汇聚节省传感器网络的能量,但现有的分簇路由也存在一些不足之处,为此提出基于5色标记的分簇路由协议。该协议选择满足条件的最大度节点作为簇头,可以最大限度地让簇头覆盖更多的节点,从而减少生成的簇数,减少簇间的通信量;选择在通信半径内的节点作为簇成员,减少簇内的通信量,这样对整个网络的通信量都会有所控制,从而达到能量高效的目的;另外通过簇头的转移可以尽量地维护网络的稳定状态,减少了频繁生成簇的能量开销和网络时延,是传感器网络中一种能量高效的路由协议。     

一种基于LEACH协议的节能型分簇路由算法

LEACH协议中最高级簇头与基站之间采用单跳通信方式,消耗能量较多。为了降低无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于LEACH协议的节能型分簇路由算法。该算法采用平面路由机制建立簇头与基站之间的通信路径,所有簇头与基站之间都采用多跳路由方式。与LEACH协议相比,该算法明显改善了网络能量消耗和网络生存时间,并使网络规模不再受到簇头通信半径的限制。     

簇头负载均衡的无线传感器网络分簇路由协议

针对无线传感器网络分簇路由协议中因簇间路由产生的簇头能量消耗不均衡的问题,提出一种簇头负载均衡的分簇算法。此算法在产生非均匀分布的簇头的基础上,建立由簇头组成的骨干传输网络的簇间转发路径,计算簇头的中转数据量。传感器节点在选择簇头时进一步考虑簇头的中转数据量,实现簇头的负载均衡。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇头的负载,并显著延长了网络的生存时间。     

基于差分算法的无线传感器网络路由分簇协议

针对异构无线传感器网络分簇路由协议存在节点能耗不均衡问题,提出一种基于差分进化算法的路由协议及基于节点能耗的分簇协议。该协议首先以最大化网络中簇头节点的最小生存周期为目标,建立函数优化模型,并采用差分进化算法对其进行优化,从而延长网络整体的生存周期;然后根据节点通信列表中的簇头数目进行分簇,将节点分配给能耗因子较低的簇头,以达到均衡网络能耗的目的,延长普通节点的生存周期。仿真结果表明,基于差分的路由分簇协议能有效均衡网络中节点的能量消耗,显著延长网络的生存周期并提高网络能量利用率。     

半集中式能耗均衡多跳分簇协议

提出半集中式能耗均衡多跳分簇协议SCPEBMT,协议将基于节点剩余能量选举簇头的算法应用到网络中,同时在簇头之间采用最短多跳路由算法.基站广播簇头信息和最短多跳路由.在建立多跳路由路径以及建立簇的过程中,充分考虑源节点与目标节点的能耗均衡,并提出能量距离的概念.实验结果显示,和Leach协议,EBCA协议,LEACH EE协议相比,SCPEBMT提高了网络能耗均衡性能,延长了网络生命时间.     

无线传感器网络路由协议的优化设计

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术.对无线传感器网络设计了一个能量有效的分簇路由协议.为了提高能量和宽带的利用率,协议应用了一个能量有效的路由算法对LEACH协议进行了改进,从而减少数据传输的能量消耗,并且延长了网络的生命周期.上述算法为簇头到基站的数据传输构建了一个多跳路由.运用这个多跳路由来传输数据,簇头可以节省大量的能量.为了能延长网络的生命周期,能量的分布也考虑在这个算法中.通过在仿真平台上跟其它两个已经存在的分簇路由协议的比较来评价所设计协议的性能进行仿真.仿真结果显示设计的路由协议有更好的节能效果和更长的网络生命周期.     

一种综合优化的矿用无线传感器网络路由协议

在深入分析煤矿安全监测应用对无线传感器网络特殊要求的基础上,提出了一种综合优化的分簇路由协议.通过多方面优化成簇和簇头选举机制改善了簇头分布及"热区"问题.提出创新性的"局部协商"策略使分簇路由中"重叠现象"得到有效的解决,最大限度地节约了节点能量.仿真结果表明:该协议有效延长了网络存活时间.     

基于冗余路径和节点密度的非均匀负载均衡分簇路由

为了解决分簇路由协议中簇头由于管理簇内数据和传输簇间数据导致簇头消耗过多能量而缩短网络生存周期的问题,提出了一种基于簇间冗余路径和簇内节点密度的分簇路由协议;首先,加入能量因素以改进簇头选举方式,提出了一种基于节点密度和基站距离的非均匀分簇方法以减少靠近基站和节点密集区的簇头负载,采用节点存储多条从簇头到基站的冗余路径以增强路径的可靠性;仿真实验证明基于冗余路径和节点密度的分簇路由,能实现网络区域的非均匀分簇、最大程度地均衡节点负载,且较其它方法具有较长的网络生命期和较多的信息传输量.     

一种无线传感器网络多级异构分簇路由协议

研究了无线传感器网络,提出了一种适合大规模应用的无线传感器网络体系结构,并提出了一种新的路由协议——多级异构分簇路由协议;该协议将无线传感器网络节点分成4种类型,根据簇头间平均跳数、簇头能耗等因素选举出第一级簇头节点;利用通信能耗、节点能耗以及跳数3个方面作为启发因子,寻找第一级簇头到第二级簇头间的最佳路径;基于NS2平台对该路由协议进行了仿真实验,并与LEACH协议进行比较;仿真结果表明:在大规模的应用中,该路由协议能有效地降低节点的平均能耗、延长网络生存时间。     

基于新型聚类的无线传感器网络非均匀分层路由协议

针对成簇路由协议中由节点负载不均引起的能量空洞问题,提出了一种基于新型聚类的负载均衡非均匀分层路由协议(NHRPNC)。首先,利用改进的LEACH协议阈值函数选举区头,并对网络进行合理的非均匀分区;其次,对每个区头运用新型聚类算法实现区内非均匀分簇;然后,在每个簇内采用四步簇首选择机制来周期性地选择簇首;最后,在簇间多跳通信时,采用动态权重的方式优化多跳路径。仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议、分布式能量均衡非均匀成簇(DEBUC)协议以及基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇(UCDP)协议相比,NHRPNC在网络生命周期方面可分别提高257.5,33.74和12.83个百分点,且具有良好的能耗均衡性。     

一种无线自组网均匀分布簇结构路由*

在低能量自适应簇结构层次(lowenergy adaptive clustering hierarchy,LEACH)路由协议的基础上,提出了一种均匀的分布式簇结构层次路由协议。该协议将路由过程分为三个步骤,按照能量均衡的原则选取簇头节点,各节点能够分布式地自主决定该节点的状态。仿真结果显示,该协议拥有比LEACH更低的能量消耗和更长的网络生命周期。     

基于栅格分簇的无线传感器网络路由协议

在栅格状分簇路由协议(GROUP)中,存在簇头分布不均匀、主汇聚节点选择不明确、数据传输不沿着最佳路径传输等缺点。为此,设计一种基于距离比较趋零法的栅格分簇无线传感器网络路由协议。采用能量优先的簇头轮换机制,实现数据的可靠传输和簇内节点功耗的均匀分布,并完成对GROUP协议和改进的栅格分簇路由协议的仿真。综合对比分析结果表明,该协议在复杂度、构造栅格分簇的能量开销和路由延时方面明显优于GROUP协议,并且在大规模节点的情况下性能更优。     

基于虚拟引力的WSNs路由协议设计与实现

数据采集是无线传感器网络(WSNs)主要功能之一,大规模的传感器网络采集并回收数据时容易出现节点负载不均衡,导致负载重的节点过早死亡.为了延长传感器网络的生存时间,本文提出了一种基于虚拟力的分簇路由协议(CRPVG),选取合适的节点出任簇首;根据簇首与普通节点的虚拟引力大小进行分簇;通过簇首之间多条传输将采集的数据包发送至基站节点.实验结果表明:提出的分簇路由协议在能耗均衡方面起到了较好的作用,延长了网络的生存时间.     

节能的无线传感器网络分簇路由协议的研究

LEACH协议是无线传感器网络中典型的分簇式路由协议,通过分析LEACH协议的优缺点,针对该协议的簇首选择机制进行改进,提出了LEACH-SERP的分区域簇首选择算法,该算法将整个网络分成若干个扇形区域,在每个扇形区域内独立地运行改进的LEACH协议,同时区域簇首与基站之间的通信由传统的单跳改为多跳,并进行了仿真分析。仿真结果表明,LEACH-SERP协议有效节约能量,平衡网络负载,延长网络生存时间。     

基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议设计与研究

针对目前均匀分簇路由协议中存在的簇间能耗不均衡问题和簇首选择的不合理等问题,提出改进方案,形成一个新的无线传感器网络非均匀分簇路由协议UCRP,这个协议充分考虑传感器节点的剩余能量,且基于剩余能量优先选择簇首．并改进LEACH路由协议中单跳通信消耗能量大的缺点。在NS2仿真平台上对协议进行仿真实验,将UCRP算法与原LEACH协议进行比较．结果表明。UCRP算法能很好地均衡网络耗能,并延长网络的生存时间。     

基于最优分簇的能量异构无线传感器网络路由协议

为了进一步均衡网络能耗,延长网络生命周期,提出了一种基于最优分簇的能量异构无线传感器网络路由协议(OCRP).OCRP协议考虑了最优簇首数K,将待测区域划分为K个固定分区,优化了成簇过程;在簇首选择阶段,充分考虑了节点的剩余能量、整个网络的能量以及节点与基站之间的距离,改进了簇头选举机制.仿真结果表明,该协议在延长网络寿命和能量消耗方面的性能优于EH-LEACH和DEEC路由协议.     

负载均衡的水声传感器网络多跳非均匀分簇路由协议

针对现有水声传感器网络分簇路由协议在簇头选举阶段和数据传输阶段中的不足,设计一种负载均衡的多跳非均匀分簇路由协议(load-balanced multi-hop unequal clustering routing protocol,LBMUC)。该协议基于节点的剩余能量及相对距离,计算节点竞争半径和节点综合属性值,改进优化簇头选举,使得簇头节点分布更加合理,并得以随着剩余能量的变化自适应的调整簇的规模,有效均衡节点的能量消耗;在建立簇间多跳路由阶段,综合考虑节点剩余能量、位置及相邻簇的规模对路由选择的影响,引入中继节点代价函数选择最优中继节点,均衡节点能耗,延长网络生命周期,降低网络丢包率,提高网络性能。仿真实验结果表明,LBMUC协议均衡了节点能耗,有效延长了网络生命周期,降低了数据丢包率。     

能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

提出了一种能量高效均衡、非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的无线传感器网络分布式分簇路由协议DEBUC(distributed energy-balanced unequal clustering routing protocol).该协议采用基于时间的簇头竞争算法,广播时间取决于候选簇头的剩余能量和其邻居节点的剩余能量.同时,通过控制不同位置候选簇头的竞争范围,使得距离基站较近的簇的几何尺寸较小.这样,网络中不同位置节点之间的簇内和簇间通信能耗得以互相补偿.DEBUC采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、簇内通信代价和簇间通信代价,每个簇头在邻居簇头集合中运用贪婪算法选择其中继节点.仿真实验结果表明,DEBUC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期.     

基于虚拟力的WSNs能量高效分簇路由协议

作为无线传感器网络(wirelesssensornetworks,WSNs)的关键技术之一,分簇路由协议因其可扩展性较强及能耗较低等优势,逐渐成为WSNs路由协议的研究热点.如何对簇首进行最佳化选取,是提高分簇路由协议性能的关键.通过揭示不同场景中的簇首数量及网络能耗之间的映射关系,以能耗最小化为目标,构建了簇首最佳规模及最佳位置的计算理论;面向不同规模的网络讨论了簇间多跳策略的使用条件,提出了虚拟簇首及其虚拟力的概念,构建了虚拟簇首与边界、节点及其他虚拟簇首之间的3种虚拟力模型,讨论了不同虚拟力的最佳距离阈值;为实现网络能耗的最小化及均衡化,设置了关于剩余能量及距离因子的适应度函数,形成了基于虚拟力的能量高效路由协议.实验结果表明:在多种规模的网络中,与基于适应度值的改进灰狼优化器、改进的低能耗自适应聚类层次结构协议以及改进的分布式能量高效分簇算法相比,该算法使簇首分布更均匀、节点能耗更低且更均衡.