一种能量平衡的无线传感器网络路由算法的设计

提出了一种用于无线传感器网络的能量平衡路由算法。该算法综合考虑了节点可用能量和传输代价，引入了不对称的上下行通信方式，使节点能量平衡消耗，能在大多数情况下延长无线传感器网络的运行寿命。     

狭长域无线传感器网络动态能量均衡控制

针对基于连通支配集的无线传感器网络拓扑构造算法在狭长域环境应用中会存在能量失衡的问题,提出了狭长域无线传感器网络动态能量均衡控制方法。该方法基于A3、A3Cov、EECDS和CDS Rule K等经典拓扑构造算法,将节点动态能量均衡的方法融入到上述算法之中,并对介数中心性重要节点进行了缓冲管理。在狭长区域内布置随机网络,对基于介数缓冲的动态能量均衡拓扑控制算法进行了仿真分析。结果表明,该算法能够更加充分利用节点能量,延长了网络寿命,提高了狭长域无线传感器网络的整体性能。     

一种适用于移动节点环境的节能路由模式

为解决簇中移动代理节点的路由及其与静止节点通信的问题,针对现有算法存在的不足,提出一种节省能耗的改进近似算法。根据无线传感器节点传输范围有限的特点,将移动代理路由选择建模成一个顶点加权的游客问题。运用改进的近似算法进行路由选择,移动代理掌控数据交互全过程,从而保证移动代理在充分收集有用数据的前提下沿最优路径运行。实验结果表明,与原有的操作运行过程相比,该模式能进一步改进网络性能,降低网络能耗,延长网络生存时间。     

基于无线传感器网络PEGASIS算法的一种改进方案

基于对LEACH算法分簇思想的研究,对PEGASIS算法进行了改进,提出了高能效的PEGASIS(HEE-PEGAS-IS)算法;新算法将网络划分成多个等宽区域,区域内节点成链,考虑节点剩余能量和节点与基站之间的距离,使各簇链的簇首节点依次成主链,由主链首节点与基站通信;仿真结果表明:与PEGASIS算法相比,改进后的算法能有效节省网络能量,延长无线传感器网络寿命,提高了数据传输总量。     

动态WSN下生命周期最优化方法

探索复杂环境下动态无线传感器网络中生命周期优化模型与优化方法,对由此引出的理论问题及关键技术开展深入研究.首先突破传统静态网络模型在刻画事件能力的局限性,通过时间轴扩展的方式,将静态模型扩展成动态网络模型.在此基础上,引入网络流理论,对动态无线传感器网络中生命周期优化问题进行数学建模.最后,引入Linear Programming计算方法,对优化方程进行求解,突破此问题在计算复杂度方面的制约,创建了一种新型的路由调度优化算法.     

能量高效无线传感器网络时间同步算法

针对无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）能量受限的问题,提出一种基于双向报文交换同参考广播报文相结合的能量高效无线传感器网络时间同步算法。采用交替回复信息时间同步算法（Repeating Message Alternatively Time Synchronization,RMATS）,同步阶段网络内节点可根据规则进行选择性回复时间同步信息。仿真实验结果表明,该算法能有效减少时间同步过程中信息包的发送量,节省能量的同时保证一定的时间同步精度,均衡单个节点的能量消耗,适用于对特定区域或重要目标进行长期监视的无线传感器网络系统。     

基于能量保护的最小跳数最大能值无线路由协议

典型的无线路由协议没有考虑能量受限因素,因而不能直接应用于自修复区域封锁子弹药系统.提出最大剩余能量及最小跳数最大能值两种路由选择方案,以牺牲稍微的延时代价换取了保护能值较低的节点从而延长了整个系统的生存时间.仿真表明:最小跳数最大能值路由选择方案可以很好地满足自修复区域封锁子弹药系统性能要求.     

基于虚拟 Steiner 树的无线传感器网络安全组播路由协议

针对如传统的安全路由协议不适用于组播通信的问题,提出一种基于虚拟Steiner树的安全组播路由协议。采用随机密钥预分布模型对无线传感器网络中的节点进行密钥预置,结合组播树的生成算法,对基于虚拟Steiner树的安全组播路由协议进行安全性分析。结果表明,该协议能使每一个节点与其邻居节点间共享一个对称密钥,阻止非法节点参与路由过程,达到建立安全组播树的目的。     

基于簇中建链路由方法的无线传感器网络数据传输模型

在对常见网络路由缺点进行介绍的基础上,结合被动式网络的工作特点,提出了一种新的簇中建链路由方法。在簇中节点被唤醒后,簇首将这些节点组链,并根据各节点剩余能量的多少选择链首,链首作为簇首在簇中的代理节点,收集并融合数据后发送给簇首。实验表明,该方法降低了节点的传输能耗,消除了数据冲突并使得节点间的能耗更均衡,延长了网络寿命。     

改进的网络路由协议低功耗自适应分簇算法

LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy低功耗自适应算法)是无线传感器网络层次型路由协议中最重要和最具代表性的算法之一。通过对经典分簇路由算法LEACH的分析,针对LEACH算法中簇首分布不均匀、簇首与基站之间只能采用单跳路径的缺点,在簇首选择方式、簇首与基站的通信方式两方面进行了改进,并对LEACH算法及改进后的算法进行了仿真试验。仿真结果表明:该算法能有效地降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长了网络存活时间,提高了传统LEACH算法的性能。     

大规模WSN分簇路由蚁群算法的研究

为提高大规模WSN路由性能,提出了基于蚁群算法的无线传感器网络分簇路由算法。首先将网络节点进行聚类,将整个网络分解成一些小规模的区域类,然后利用蚁群算法对每个区域类并行求解最佳路径,并将所有区域类的路径解按一定规则生成整个网络路由的较优解。该算法根据聚类特征对任务进行分解,利用蚁群算法并行求解子问题后再生成全局解的方式,极大地加快了算法的求解速度,对建立大规模WSN路由有着重要启示。算法的时间复杂度和仿真测试分析表明,此算法具有良好的性能。     

无线自组织网络协作时间同步优化算法

针对无线自组织协作网络时间同步算法同步误差大及能量消耗高的问题,在分析网络时间同步模型基础上,提出无线自组织网络协作时间同步优化算法。该算法利用指数延迟模型,通过构建时间同步似然函数,对成对节点的时钟偏移及时钟漂移进行联合估计;对网络进行三角剖分,通过染色确定参考节点,然后参考节点选取主节点,利用拓扑结构的自适应变化实现全网节点时钟同步;通过时钟联合估计及自适应拓扑建立协作时间同步优化算法,其整体执行保证节点通信链路时间同步。仿真结果表明,在所提三角剖分拓扑结构控制下,与传统分簇拓扑相比,协作时间同步优化算法在平均同步误差、同步算法能量消耗方面得到了性能提升。     

ZigBee网络的节能技术研究

针对ZigBee网络中节点能量有限，无法更换电池，因此降低功耗的问题，以一个监测温度的ZigBee网络为例，从硬件和算法入手研究如何降低传感器节点的功耗。硬件方面，各模块尽量采用低功耗芯片；所选芯片需具备多种工作模式，且切换方便；同时无线通信模块的选型要重点考虑其发送和接收数据时的能量消耗。而降低功耗的算法则含：状态切换、防冲突等。     

自组织网络区域覆盖协作控制算法

针对自组织网络区域覆盖控制算法覆盖效率低、能量消耗大以及传输可靠性差等问题,在分析自组织网络模型特点基础上,提出基于三角剖分的自组织网络元胞遗传区域覆盖协作控制算法。该算法以节点覆盖区域外部多边形顶点结构为基准,通过三角剖分形式将网络覆盖区域划分为若干子域;基于染色方案将子域顶点处节点定义为扫频节点,根据区域划分后信号频谱的不同确定集群范围;在考虑通信能耗和空闲能耗基础上,采用元胞遗传思想解决自组织网络节点功率控制方式。仿真结果表明,节点数量在100~500之间时,该算法相对于均衡速率区域覆盖算法、最小节点强屏障的分区构造算法、覆盖配置协议算法、多跳Ad Hoc无线网络的节能技术算法,覆盖效率至少提高3%,能量消耗至少减少2 J,平均端到端可靠度至少提高9.5%.     

基于无线多跳自组网的混合路由研究

随着大规模无线多跳自组网在军队通信、应急通信等领域的广泛应用,域路由协议（ZRP）作为一种混合路由协议,其灵活的路由发现和维护策略,使其在大规模网络中的应用受到了更多的关注。ZRP的域内路由协议以及域间路由协议的选取,对协议整体性能影响巨大。面向具有一定拓扑变化的大规模无线多跳自组网,基于传统ZRP框架,优化设计得到改进的域路由协议。改进协议中,域内路由协议采用具有更高路由有效性以及较小资源消耗的主动路由策略,域间路由协议则通过增加过期路由缓存机制降低网络控制开销。通过建模分析验证了改进协议的域内路由具有更高的有效性;通过软件模拟平台NS2仿真,验证了改进协议具有更优的性能。     

无线网络中基于最高向量权独立集的分群算法

ad hoc 网络是多跳无线网络,网络节点通信不依赖于预先架设的固定设施,这种动态网络的重要特点是寻找好的路由算法,基于群的算法是最有效和可伸缩的.然而,由于高度动态拓扑且缺少固定架构,系统重构经常是不可避免的,因此,尽可能长时间使拓扑稳定是至关重要的.极大独立集(MWIS)是一个分群算法,用于将整个网络划分为群,每个群选举一个群首.基于MWIS,提出了最高向量权独立集(HVWIS)算法.首先,每一节点被分配一个向量权,其动机是要考虑相邻节点的多个因素;其次,算法使用了模糊决策模型.这样,群首形成了一个最高向量权独立集,确定了其拓扑和其稳定性.本文证明了HVWIS 算法的正确性并分析了其时间复杂度.     

美军220C路由协议中的节能机制分析

MIL-STD-188-220C是美军CNR(战斗网无线电台)的标准,220C设备的连续工作时间是影响协议性能的关键因素,文章主要对220C路由协议中采用节能算法进行研究,根据220C路由协议性能特点,保留连通主干集方式的节能机制比较适合于220C路由协议。文章提出一种确定220C通信装备的中间节点算法,并将其运用于保留连通主干集的节能算法中。