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。     

无线传感器网络中数据融合算法的研究

本文提出一种在无线传感器网络环境下的基于最大生存周期的数据融合算法。该算法将整个网络中的节点构造成一棵以sink节点为根的树结构,算法在构造树的过程中,考虑传输距离最短,每次选择相对于sink节点偏转角最小的节点作为下一跳节点,同时也考虑了节点的剩余能量,实现了负载均衡,最大化了网络的生存时间。     

无线传感器网络中基于最大堆的聚合路由算法*

综合考虑了节点剩余能量和数据传输距离的影响,结合数据聚合提出了一种基于最大堆的聚合路由算法。算法利用节点剩余能量和传输距离作为参数来建立一个堆,把能耗分布到整个网络,提高网络的生存时间。仿真结果表明,新算法与平衡树路由算法相比有效地延长了网络的生存周期。     

基于蚂蚁算法的无线传感器网络数据融合路由算法

在无线传感器网络环境下,提出改进的基于蚂蚁算法的数据融合路由算法.该算法采用分布式策略,将整个网络中的节点构造成一棵以sink节点为根的树结构,即教据融合树,算法在构造树的过程中,利用蚂蚁的"寻食"方式进行最优父节点的选择,同时算法也考虑了节点的剩余能量,用其它节点代替剩余能量小的节点.算法利用树结构实现了数据融合,节省了能量,同时也实现了负载均衡,最大化网络的生存时间.     

基于能量最小路径的WSN分簇算法

为延长无线传感器网络(WSN)的生存时间,提出一种基于能量最小路径的WSN分簇算法。参照节点的剩余能量与全网动态平均能量的比例关系,决定节点是否成为簇头,并结合簇头间的能量最小路径,实现全网的能耗均衡。仿真结果显示,该算法在网络生存时间、数据吞吐量和网络能耗等指标上性能较优。     

基于分簇的无线传感器网络多跳路由算法

由于无线传感器网络中节点能量有限,而且不易补充,因此节能是其研究的主要技术之一。为平衡网络节点能耗负载,延长网络寿命,考虑到随机分布节点的剩余能量和节点相对于基站的位置,提出了一种基于分簇的多跳路由算法。算法中,引入了能量控制因子来降低低能量节点被选为簇首的概率;利用簇首权重的影响,建立基于最短距离的多跳路由,解决了不同距离的簇首之间的能耗平衡问题。仿真实验表明,所提算法能够更好地均衡网络负载,延长网络的生存时间。     

路径节点驱动的低代价最短路径树算法

Dijkstra算法是一个优秀的最短路径求解算法,同时也产生一棵最短路径树SPT(shortest path tree);该算法在网络计算与优化中得到了广泛的应用.为了对最短路径树进行代价优化,提出了路径节点驱动的思想.基于这种思想设计了路径节点驱动的最低代价最短路径树算法LCSPT(least-cost shortest path tree algorithm).通过LCSPT算法一个正计算节点能够最大化与当前最短路径树中的路径共享,因而进一步优化SPT树代价性能,生成高性能的SPT树.作为算法的重要组成部分,使用数学归纳法证明了算法的正确性;从理论上分析了LCSPT算法的代价性能,以及和同类算法相比如何取得最小代价性能;同时,对其时间复杂度和空间复杂度进行了分析.最后通过3个仿真实验验证了该算法在构建SPT时的正确性和其最小代价最短路径树特性.     

基于路由最短路径树的动态多节点删除算法

提出一种基于路由最短路径树的多节点删除动态算法。算法建立一个最短路径树更新队列,将所有将被删除节点的子孙节点保存到该队列;从原最短路径树中删除需要被删除的节点和其所有子孙节点;从队列中选取与根节点距离最短的节点进行更新,已更新节点不再被插入队列,从而减少节点更新次数。实验结果表明,该算法能有效减少节点的更新冗余。     

基于能量均衡高效的LEACH改进算法

LEACH路由协议是无线传感器网络一个经典的分簇路由方法,但在限能严重的无线网络中,节点功耗高、生存时间短等问题严重影响网络性能,为此提出了改进的基于能量均衡高效的LEACH-X协议。通过加入最优簇首数,提出修正的剩余能量因子,考虑节点的剩余能量、周期内当选过簇首的次数以及密度因子,并对部署区域分区,针对区域调整距离因子增益参数的权重来修正簇首选举阈值函数;接着进行二次竞争并最终选举簇首,从而减小节点能耗,使WSN存活时间得到一定的延长。仿真结果表明,与传统LEACH协议进行对比,LEACH-X协议降低了网络能耗,延长了网络生存时间。     

基于AGNES聚类的能耗均衡WSNs优化路由算法

无线传感器网络的生命周期与节点的能耗直接相关。为解决能量消耗分布不均,影响网络寿命的问题,提出一种基于AGNES聚类的能耗均衡WSNs优化路由算法(EBRAA)。通过AGNES聚类算法获得网络均匀分簇,根据簇内节点的剩余能量和节点与基站距离及两者权重因子,完成分布式簇头选举,采用改进后的Dijkstra算法产生簇头间最短路径的多跳路由。仿真结果表明,与LEACH和KBECRA算法相比,EBRAA算法的簇分布更加合理,能耗更加均衡,延长了网络生命周期。     

传感网中延迟限定的非汇聚数据移动式收集

在大规模的无线传感器网络中收集数据,不仅需要考虑节点的能量消耗,而且还需要考虑数据收集延迟.如何有效地均衡节点的能量消耗,同时最小化数据收集延迟,是一个具有挑战性的问题.为了均衡节点的能量消耗,利用移动数据收集器收集数据.以此为基础,提出一种DC-Collection算法来解决数据收集延迟和能耗的问题.首先,在网络中构造最短路径树,网络非连通时,不同的网络子图可以构造多棵最短路径树,它们构成一个最短路径树集合;其次,在每一棵最短路径树上选取部分节点作为采集节点和逗留节点,使得以采集节点为根的限高树的高度不超过h,且在每个采集节点的通信区域内至少有一个逗留节点;再次,在每棵限高树内调整树的结构,让能量高的节点承担更多的子孙节点,最大化限高树的生命周期;最后,移动数据收集器从Sink出发,遍历逗留节点所在位置收集数据,最终回到起点,并将数据发送给Sink.通过理论分析和大量仿真实验,其结果表明:与现有的数据收集协议相比,DC-Collection不仅能够均衡各节点的能量消耗从而延长网络生命周期,而且能够缩短移动数据收集器收集数据行走的路径长度,从而缩短数据收集延迟.     

时延受限能耗均衡的无线传感网数据采集树

为延长网络寿命,缩短网络汇聚时延,提出了一个时延受限,能耗均衡的传感网数据采集树构建方法。该方法以节点的剩余能量和节点间距离为参数构建权值函数,使用Dijkstra算法计算一个最小加权能耗生成树。在此基础上,沿最小加权路径,对生成树进行局部调整,从而在满足时延要求的同时,均衡网络能耗。实验表明,该方法延长了网络平均生存期,达到了均衡网络能耗的目的。     

WSN中基于改进蚁群的能量优化路由算法

无线传感器网络存在能耗不均的问题,且Sink节点周围的“热”节点会因负载重而过早死亡.针对该问题,提出一种改进蚁群的能量优化路由算法.在节点分布过程中,采用距离带、限制搜索角和距离因子相结合的方法降低节点能量消耗,同时引入激励机制,剔除优选路径上“热”节点中剩余能量较低且路径较长的节点,利用能量充足且跳数较少的节点来均衡“热”节点的传输任务.在此基础上,以一种包含能量因子的伪随机比例规则优化概率转移函数,降低“热”节点失效的概率,增强算法的寻优能力,避免过早陷入局部最优.仿真结果表明,该算法可有效均衡网络能耗,与IEEABR和IARA算法相比,其网络生存周期更长.     

一种带有可控阈值参数的分簇路由优化算法

针对传感网中大量冗余数据导致通信频繁中断的问题,提出一种带有可控阈值参数的分簇路由优化算法。引入蚁群算法中的适应度函数和启发式函数,使得下一跳簇首节点的选择更具针对性,实现网络路由树的建立与事件域节点的分布式成簇。利用可控阈值参数和变异系数对网络路由所选最短路径进行优化,保证节点能量消耗较低的同时全网延时最小,并通过全局信息素的更新策略抑制长链路的产生,以均衡全网能量并延长网络生存周期。实验结果表明,该算法与DMOA和MTTA算法在抑制网络能量消耗和延长网络生存周期方面进行对比,其性能指标平均提升了13.72%和12.06%。     

Sink节点移动的无线传感网生存时间优化算法

为提高网络最大生存时间,提出Sink节点移动的无线传感网生存时间优化算法(LOAMSN)。该算法分析Sink节点移动时的流量平衡约束、最大传输速率约束、节点能耗约束等约束条件,将生存时间优化问题转化成优化模型。提出Sink节点的移动方法,即Sink节点利用节点的度值构建其移动路径,按照此路径循环移动收集数据。将Sink节点的移动认为是离散运动,Sink节点移动的生存时间优化模型分解成若干个Sink节点静止的生存时间优化模型,采用牛顿法求解每个Sink节点静止的优化模型,获得网络最大生存时间和节点发送数据量的最优值。仿真结果表明:LOAMSN算法能减少Sink节点停留位置上的节点能耗,平衡网络负载和节点能耗,提高网络最大生存时间。在一定条件下,LOAMSN算法比Sink节点静止时更优。     

基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)路由中,节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少,严重影响网络的生存时间。为此,将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合,提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇,然后以需要传输数据的节点为源节点,汇聚节点为目标节点,利用蚁群优化算法进行多路径搜索,搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素,最后选出满足条件的多条最优路径,完成源目的节点间的信息传输。实验表明,该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离,能有效延长无线传感器网络的生存期。     

传感器网络中一种负载平衡的选播路由算法

针对传感器网络的特点,提出了一种基于权重负载平衡的选播路由算法.该算法的基本思想是根据路径上传输数据的能量消耗、邻居节点的剩余能量和跳数信息计算权重,并选择最小权重路径.新算法通过利用权重让更多节点分担数据传输以保持网络负载平衡,延长网络生存期和改善选播路由的性能.仿真实验表明,新算法的网络生存期是SARP的2到4倍,具有良好的路由性能.     

基于节点位置和剩余能量的分簇路由改进算法

针对传统LEACH协议存在的随机选举簇头及网内节点能耗不均等问题,提出了一种能量均衡高效的分簇路由协议LEACH-EPN.在成簇阶段加入最优簇数约束,综合考虑节点位置和剩余能量等多种因素;引入距离因子、能量因子及节点密度因子改进阈值公式;通过改变簇的范围来改变成簇机制,使簇头选举更合理、能耗分布更均匀,提高了网络的能量...     

一种基于负载平衡树的多网关节点数据汇集路由算法

以均衡耗能为目标,考虑健壮性、可转发性和抗干扰性等因素,提出一种基于负载平衡树的多网关节点数据汇集路由算法(TBLB 算法).在多网关前提下,TBLB 算法结合节点能量和节点度形成以网关节点为根节点的负载平衡树,通过负载平衡树协调节点间的负载均衡,有效地降低节点的能量消耗.此外,节点根据路径性能评价因子W 进行路径选择和网关切换,进一步降低网络节点的通信开销,改善了网关节点的瓶颈问题.模拟实验结果表明,TBLB 算法能够有效均衡网络负载,对网络的能量消耗和网关节点接收到的数据包都有所改善.     

异构WSN中基于改进哈里斯鹰的分簇算法

针对无线传感器网络中传统的低功耗自适应集簇分层型协议存在的节点能耗过高、网络生存周期短以及负载不均衡等问题, 本文提出了一种异构传感网络下的多目标簇头选举和基于模拟退火的哈里斯鹰路由优化算法(LEACH-MHO). 这种改进算法首先在计算节点最优阈值的基础上, 构建新的考量能耗和负载的适应度函数, 找到最优簇首节点, 保证簇首节点的均匀分布; 再建立基于哈里斯鹰优化器的路径选择策略, 同时嵌入模拟退火算法, 防止过早陷入局部最优; 最后使用评估函数筛选出可加入到最佳路径的簇头, 缩短簇头节点到基站的通信距离. 仿真实验数据表明, 与CREEP、LEACH-C、LEACH算法相比, 本文算法的网络生存寿命分别延长了22.18%、77.83%和180.52%, 能更有效地延长网络生存寿命.