能量有效的无线传感器网络协作路由策略研究

基于协作通信技术,提出了一种协作路由策略,考虑了协作节点个数、星座体积和最优跳数的影响,通过理论证明和优化算法给出了其协作路由策略理想上限,并分析了其能量效率。理论分析及仿真结果表明,基于文中方案,通过选取合适的协作节点数和每跳距离可以有效提高无线传感器网的端到端能量效率,其性能要优于传统理想多跳路由方案。     

无线传感器网络中基于机会策略的蚁群路由协议

针对无线传感器网络节点能量受限的局限性,以设计高能效路由协议为目标,提出了一种基于机会策略的蚁群分簇路由协议.在分簇算法中引入能量估计的概念,优化网络分簇;融合能量等级及路由跳数,改进蚁群多跳路由的信息素更新规则,设计机会路由策略,降低额外网络控制开销.仿真实验结果表明,基于机会策略的蚁群路由协议能够提高网络使用效率,...     

基于时延和能量优化的WSNs路由协议

最小费用路由算法考虑了传输路径所要消耗的能量,最小跳数最小费用路由算法在最小时延的基础上考虑了能耗,但跳数小能耗相对大的节点容易失效。该文提出了一种基于时延和能量优化的加权跳数路由算法,有效缓解上述两种算法共同存在的瓶颈问题,并通过了数值算例对算法加以说明。     

基于距离能量感知的AOMDV协议研究

基于无线传感器网络中链路的稳定性与数据传输可靠性有直接关系,该文主要研究AOMDV的能量有限性以及由于能量不足问题导致链路频繁中断问题。针对AOMDV协议在路由建立过程中对路径节点剩余能量的忽略,在请求包RREQ结构中加入节点剩余能量参考机制,目的节点根据该剩余能量参考值决定路由是否建立。仿真结果表明,协议在数据包发送率、端到端延迟、平均跳数等方面有较好性能,协议的性能有了显著提高。     

一种能量有效及负载均衡的Ad hoc路由协议

移动Ad hoc网络是能量受限系统,节点由电池供电,因此减少移动节点电池能量消耗,延长网络总的生存时间,已经成为评价路由协议性能的重要指标,但IETF的MANET小组提出的几种经典的路由协议,是最小跳数路由,没有考虑能量因素.针对这个问题,提出了Ad hoc网络中基于AODV能量有效、负载均衡的按需路由算法.新协议根据节点的剩余能量和节点当时的负荷情况,决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多和负载较轻的节点能够更快地接入路由,使网络中的能量消耗更公平,负载更均衡,使数据流不在某些路段上过于集中.仿真结果表明改进的协议和原协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的性能.     

基于最小跳数的无线传感器网络跨层设计

传统的严格分层参考模型无法实现对无线传感器网络资源的有效管理和运用,跨层设计是提高网络整体性能的一种有效方法。针对无线传感器网络能量、计算资源、存储资源和带宽资源有限的特点,提出一种基于最小跳数的路由层和MAC层的跨层协议设计方案。MAC层和路由层通过共享sensor节点到sink节点的最小跳数信息,在MAC层建立时间梯度,解决多个节点共享无线信道的问题;并在路由层建立路由表,解决路由选择问题。仿真结果表明,该方案在降低网络能耗的同时,在降低传输延迟,提高数据投递率方面也取得了良好的性能。     

基于WSN的风力发电运行监测系统LEACH协议改进研究

本文首先介绍了基于WSN的风力发电运行监测系统的结构,针对风电场的特殊模型,提出了使用LEACH协议作为其路由协议的方案.针对LEACH协议中簇头节点能量消耗过大和簇头节点与基站通信距离长的特点,提出以节点剩余能量来作为簇头节点选取的标准,同时通过限制簇内节点数目,在传输中提出簇内单跳、簇间多跳的路由方式,以减少簇头能...     

基于多参数节点排序的SDN控制器部署策略

针对已有的软件定义网络（SDN）控制器部署关注基于控制消息路由时延最优的问题,引入节点的介数中心性作为参数,分析了介数中心性对于控制器部署位置选择的重要性,并联合节点的可靠性提出了一种基于多参数节点排序方案（MFRS）的控制器位置部署策略,将节点进行排序并分层,依据节点间的连接关系计算出控制权值,最终确定控制器位置. 仿真结果表明,MFRS的控制消息路由跳数小于基于时延的最短路径算法,且基于MFRS的网络可靠性高于基于时延的最短路径算法.     

WSNs中基于能量均衡定向扩散的移动Agent路由算法

提出一种无线传感器网络中基于能量均衡定向扩散的移动Agent路由算法(EBDDMA).首先,改进定向扩散协议,组合利用最大最小路径节点剩余能量和最小跳数2个度量建立多向最优传输梯度,源节点通过发送两组不同的探测数据包来分别完成源节点的发现与移动Agent迁移路由的建立.随后,移动Agent根据各源节点已建立的移动Agent路由表来动态的选择下一跳节点并进行数据融合,最终返回Sink节点.在源节点发现及移动Agent返回阶段,各节点根据多向最优梯度度量动态构造概率选择函数并进行下一跳选择.同时还针对路由维护问题提出了一种路径快速修复机制.仿真结果表明,与已有的两种算法相比,EBDDMA可在保证较小端到端传输延时的基础上有效的平衡网络能耗,从而延长网络的生存期.     

基于能量均衡的n分多路径路由算法

对于Ad hoc网络,多路径路由协议能够均衡负载,延长整个网络的生存时间.提出一种基于能量均衡的n分多路径路由算法,通过引入路径延迟因子、节点能量因子、评价因子,综合路由跳数、节点的剩余能量、路径拥塞度等因素来选择有效的多条路径转发数据.仿真结果表明：本算法能使网络中各节点能量均衡消耗,最大化网络的生存时间.     

WSNs中基于协作通信的分簇路由算法研究

针对无线传感器网络数据信息传输可靠性,提出一种无线传感器网络中基于协作通信的分簇路由算法。该算法主要对分簇、簇间路由和簇内路由三个阶段进行了设计,依据信噪比寻找满足网络数据传输可靠性的最佳路由,实现源节点和目的节点之间的协作通信。仿真结果表明,无线传感器网络中基于协作通信的分簇路由算法能够有效地优化网络路径,提高频谱利用率,增强数据信息传输的可靠性。     

协作多跳水声网络能量最小路径研究

研究在给定接收信噪比条件下协作多跳水声网络能量最小路径问题.考虑一个二维协作多跳网络模型,源节点和目的节点通过任意分布的中继节点及其附近的协作节点进行数据通信.建立了该网络的能量模型,并通过最优频率-距离关系的近似表达简化能量模型;在此基础上分析了可变发送功率模式下的能量最小路径,对节点间距和协作节点数量进行联合优化,从理论上证明了当各中继节点选取相同数量的协作节点,且中继节点按直线等距路径分布时网络总能耗最小,并给出了直线等距网络最优节点间距和最优协作节点数量的求解方法.仿真结果验证了该理论的正确性.     

Joint optimization of cooperative sensing and transmission in energy-efficiency cognitive radio

Aiming at the low energy utilization caused by the sensing energy consumption of cognitive radio (CR), we propose to improve the energy efficiency (EE) of multi-channel CR by jointly optimizing cooperative spectrum sensing and transmission resources. Setting optimizing parameters such as cooperative spectrum sensing time, sensing threshold, transmission bandwidth and power, etc., the optimization model for maximizing EE is built based on the periodic cooperative spectrum sensing. The proposed non-convex optimization model is effectively resolved by a combined algorithm of the interior method and Dinkelbach's optimization. Simulation results show that when the detection probability is 0.6, compared with the traditional maximizing spectrum efficiency model, the transmission rate of the maximizing energy efficiency model increases by 100bit/(s·Hz^-1) under unit energy. The proposed model decreases the sensing power consumption and improves the energy utilization effectively.     

基于跨层设计的业务流量感知和能效WMN路由

基于动态源路由（DSR）协议,综合考虑了来自物理层、媒质接入控制（MAC) 层、应用层的状态信息,采用跨层设计方法提出一种新的无线Mesh网络(WMN)业务流量感知和能效路由（TEER）协议。为了平衡节能和带宽等服务质量 （QoS）需求,根据统计获得的链路可用带宽和节点可用剩余能量以及负载队列占空比等状态信息,设计了表征网络节点能耗和传输情况的综合路由准则（MTEER）。仿真实验结果表明该路由协议可获得比DSR和基于功率控制的能量感知多径路由协议（EMRP）更好的网络性能,如网络寿命和吞吐量。     

基于协作式MIMO的无线传感器网络MAC协议设计

基于传感器网络的S-MAC协议,提出一种协作式MIMO通信协议.这个协议能改善无线传感器网络的能量问题,协议中,传统的虚拟簇网络结构与协作式MIMO通信技术相结合,簇间节点选择合适的协作节点搭建等效的MISO系统.并基于能耗模型分析了此协议的能量消耗.结果表明,此协议可以降低节点的传输能量,延长网络寿命.     

网络生命周期最大化虚拟MIMO协作中继节点选择

针对无线传感器网络高能效传输要求,提出了一种基于虚拟多输入多输出(MIMO)传输的协作
中继节点选择算法. 该算法不考虑源节点到目的节点1次传输中1跳或多跳能量消耗最小化问
题,而是减少整个网络执行整个应用的能量消耗. 仿真结果表明,与直接及最小化能耗传输
相比,本文算法延长了网络的生命周期.     

移动Ad Hoc网络中的分布式协作路由算法

为了提高移动Ad Hoc网络的吞吐量,提出了一种分布式、面向吞吐量优化的协作路由(TOCR)算法.首先分析了协作链路的吞吐量性能,理论分析表明,协作节点可以提高接收信噪比(SNR),从而提高分组的成功接收概率和链路吞吐量;然后在自适应转发分群路由(AFCR)算法的基础上,逐跳选择使得链路吞吐量最大的协作节点来建立协作链路;最终建立从源节点到目的节点具有最大网络吞吐量的协作路由.仿真结果表明,与无协作的路由算法相比,该算法明显改善了网络的吞吐量,尤其是在较低发送功率和大量节点的情况下.     

一种自适应功率优化的无线传感器网络机会路由

为了解决无线传感器网络不可靠通信链路下通信能效较低的问题,提出了一种自适应功率优化的无线传感器网络地理信息机会路由协议.结合功率控制与地理信息机会路由,通过分析单跳吞吐量与数据传输能耗,建立了相关的转发能效模型,提出一种转发集与发射功率自适应的优化机制,使无线传感器网络能够在保证吞吐量的同时令传输能耗最优.仿真实验结果表明,在不同节点密度条件下,自适应功率优化的机会路由比固定功率的机会路由和传统地理信息路由具有更高的能量效率与传输效率.     

自适应调制和HARQ跨层设计的中继协作系统能耗

为了提高协作中继系统能量效率,提出了一种节能的跨层设计方法.在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制和链路层混合自动重传请求(HARQ)协议跨层设计,首先建立HARQ状态转移图,推导协作中继系统平均总能耗和中断概率表达式,然后提出最小化系统平均总能耗的跨层优化模型,并给出该跨层优化模型的穷尽搜索算法,最后对比分析了非协作HARQ和协作HARQ协议下的中继系统能耗特性.仿真结果表明,协作HARQ比非协作HARQ更节能,且通过自适应调节星座尺寸b的大小,最多可节省80%的能量.