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。     

基于分层模型的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络（WSN）与传统无线网络相比,网络节点在电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命时间成为无线传感器网络的一个关键问题。文中提出了一种新的高效节能的分簇路由协议ULCR（Unequal Level-based Clustering Routing Algorithm）。该算法根据节点的剩余能量及节点所在层次来竞争簇头,同时使用候选节点的竞争范围来构造大小不均等的簇。簇间采用多跳方式转发数据,可以有效避免簇头能量消耗不均衡的问题。仿真结果显示,与LEACH和EEUC两种协议相比,ULCR协议可有效延长网络生命时间。     

基于分层模型的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络（WSN）与传统无线网络相比,网络节点在电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命时间成为无线传感器网络的一个关键问题。文中提出了一种新的高效节能的分簇路由协议ULCR（Unequal Level-based Clustering Routing Algorithm）。该算法根据节点的剩余能量及节点所在层次来竞争簇头,同时使用候选节点的竞争范围来构造大小不均等的簇。簇间采用多跳方式转发数据,可以有效避免簇头能量消耗不均衡的问题。仿真结果显示,与LEACH和EEUC两种协议相比,ULCR协议可有效延长网络生命时间。     

无线多跳网络分簇协作路由算法

协作路由将物理层的协作通信技术和网络层的路由选择技术相结合是一种提高网络性能的跨层路由设计方案.现有的协作路由算法没有充分利用网络拓扑结构的特点,难以获得最优的协作路由.基于无线网络节点分布概况,提出一种分簇协作路由算法,以提高网络性能并增强网络的可靠性.该算法的分为三个阶段,簇的形成,簇间路由和簇内路由.算法的每个阶段都从节点分布对协作通信的影响出发优化协作路由设计,充分利用了无线网络中物理介质的广播优势和周围节点协作的优势.仿真结果表明,本文所提出的协作路由算法能够显著降低路由的中断概率,提高网络的可靠性.     

基于分簇的水声传感器网络多跳路由算法

分簇算法是指将网络分割成簇,建立多级网络,最早是由Wendi Rabiner等人在2000年提出,应用到无线传感器网络的LEACH协议中,然而分簇在水声传感器网络中的应用还存在众多弊端。为使其更好地应用到水声传感器网络中,本文将多跳引入到分簇路由协议,从网络的节能和效率角度出发,提出一种基于分簇的水声传感器网络多跳路由算法。该算法根据节点所在区域将网络划分为多个簇,每个簇创建一个子网络并创建对应的簇路由表,节点根据下一跳的状态动态修改路由,采用多跳方式传输数据,利用仿真实验的方法验证算法的优势。     

无线传感器网络分簇路由算法研究与改进

在LEACH协议基础上提出一种基于能量和距离的多跳路由算法AECRA(An Efficient Cluster-based RoutingAlgorithm)算法,根据节点的剩余能量和其到相邻节点的能量消耗来选取簇首节点,簇首节点和Sink节点间采取单跳和多跳模式通信,并采用Wardrop均衡原理选择"费用"最少路径传输数据。仿真实验表明,新算法有效的节省了节点的能量消耗,延长了网络的生存周期。     

基于能耗均衡的WSN多跳分簇路由算法

提出一种基于能耗均衡的无线传感器网络多跳分簇路由算法。该算法依据能量因子参数和节点能耗比来优选簇首,采用基于复合距离的入簇方式和分簇规模约束机制管理普通节点,并采用基于节点能量和地理位置的簇间多跳通信方式控制数据的稳定传输。仿真结果表明,与LEACH等协议相比,该算法能有效延长网络生存周期,稳定期的持续时间提高41%~146%,进入MND阶段的轮数提高70.6%~239.7%,网络总能耗减少48.1%~62.2%,具有较高的可行性和稳定性。     

基于蚁群策略的无线传感器网络能耗均衡分簇算法

在多跳路由中簇头选择控制因子单一的问题将缩短整个无线传感器网络的生存周期。为此,以剩余能量、节点度和连接距离为依据构造适应度函数,根据簇头评估函数值来保证簇头的最优选择。同时加入适应度因子和剩余能量权衡因子优化蚁群算法,有效控制完整路径中信息素的增减量,以此应用到数据在簇头间的多跳传输,保护了低能量的簇头,有利于各节点能耗趋于平均值,使网络可以更加持久地监测和传输数据。与LEACH和HEED算法相比,本文算法在能耗均衡、生存周期延长方面更加有效。     

分簇多跳路由算法在无线传感网络中的应用研究

目前,网络大规模发展扩张,但无线传感网络节点能量有限,部署后无法补充新能量的情况下,一旦簇头直接与基站进行远距离通信,将极大消耗簇头能量,极大程度缩短簇内节点的生存周期。改进型多跳路由协议由此产生,可有效降低节点能量消耗,延长传感器节点及网络寿命。基于此,主要讨论从簇间路由、选取簇头、形成簇三方面着力改进多跳路由协议。     

带有重叠区域的多跳非均匀分簇路由算法

能耗作为衡量无线传感器网络性能的一项重要指标,通常将延长生命周期、均衡能耗作为网络协议重要的设计目标.针对静态、异构、非均匀分布的网络模型,设计带有重叠区域的分簇及簇内单跳、簇间多跳的路由算法 ----- OMU分簇路由算法,该算法中簇头不再作为数据转发节点,而主要用于簇内数据的接收与融合.通过综合考虑节点剩余能量、节点密度及与基站的距离进行簇头选举并进行分簇,形成簇间重叠区域,产生用于数据转发的中继节点.同时,建立簇头与中继节点轮换机制以达到节点能耗均衡的目的,并为每个节点建立能量最省的多跳数据传输路径.仿真结果表明,所设计的分簇路由算法,特别是在大规模部署的无线传感器网络中,能有效减少和均衡能量消耗.     

改进的异构无线传感器网络路由算法

稳定选举协议因没考虑节点的剩余能量,造成一些低能量节点当选为簇头而过早死亡,而且选出的簇头将数据直接发送给基站,导致部分距离基站较远的节点能量消耗过大而死亡。针对这两个问题,提出了一种适应于异构环境的改进的无线传感器网络路由算法。该算法在簇头选取过程中,加入节点的剩余能量和邻居节点数,使得具有较高的剩余能量且分布在密集区域中的节点当选为簇头的概率增大,并参考图论中的Dijkstra算法,实现簇头到基站低代价传输的多跳通信。仿真结果表明,与传统的稳定选举协议及其改进算法对比,该算法降低了网络的能量消耗,明显地延长了网络的稳定期和生命周期。     

无线多跳传感器网络中一种自适应分簇策略

以无线多跳传感器网络中的能量消耗模型为基础,提出一种能量均衡分簇策略.该策略利用几何规划原理,通过节点的能量水平和距离向量来调节其成为簇头的概率,并进一步调节簇的大小.仿真结果表明,与HEED(hybrid,energy-efficient,distributed clustering approach)协议相比,该策略使网络的生命周期和稳定周期分别提高了21%和40%以上.     

基于超图的无线传感器网络分簇算法研究

系统地分析了著名经典算法LEACH算法中簇头的产生和簇的形成过程.提出了一种基于超图模型的分簇算法,把超图理论引入大规模无线传感器网络中,使网络控制信息大为减少,从而延长网络的生命周期.     

基于博弈论能耗均衡的WSN非均匀分簇路由协议

在无线传感器网络(WSN)的分簇路由算法中,节点间能耗不均容易引发 “能量空洞”现象,影响整个网络的性能。针对这个问题,提出了一种基于博弈论能耗均衡的非均匀分簇路由(GBUC)算法。该算法在分簇阶段,采用非均匀分簇结构,簇的半径由簇头到汇聚节点的距离和剩余能量共同决定,通过调节簇头在簇内通信的能耗和转发数据的能耗来达到能耗的均衡;在簇间通信阶段,通过建立一个以节点剩余能量和链路可靠度为效益函数的博弈模型,利用其纳什均衡的解来寻找联合能耗均衡、链路可靠性的最优传输路径,从而提高网络性能。仿真结果表明:与能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法和非均匀分簇节能路由(UCEER)算法相比,GBUC算法在均衡节点能耗、延长网络生命周期等性能方面有显著的提高。     

WSN中基于非均匀簇的混合多跳路由协议*

为节省数据传输过程中消耗的能量,均衡网络节点间的能耗,提出一种基于非均匀簇的混合多跳路由协议。在无线传感器网络数据传输阶段,源簇头节点通过转发权值函数选择数据转发的中继节点,转发权值由用于降低链路通信代价的距离因子和减少剩余能量较少的簇头节点成为中继节点的概率惩罚因子共同决定,达到均衡网络能耗的目的。通过NS2仿真实验验证了算法的有效性,能够很好地均衡节点负载和提高能量利用率。     

基于小世界模型的无线传感器网络层次型路由算法

层次型路由算法是无线传感器网络研究的热点领域。针对传感器节点能量受限问题,提出一种基于小世界模型的无线传感器网络层次型路由算法（HASWNM）。通过添加高性能节点以及在簇头间添加捷径的方法,使得无线传感器网络（WSN）体现出小世界网络特性。由于能量消耗主要集中在数据发送阶段,因此该算法在簇间中继选择时考虑了簇头自身的能量问题。此外,根据簇头节点距离基站的位置远近,确定不同的自适应搜索区域。实验结果证明,当高性能节点个数为100时,网络中可以呈现出小世界特性。与CSWN、TSWN、DASM相比,该算法第一个节点的死亡轮数分别延迟了6%,6%,29%,每一轮网络中的平均能量消耗分别减少了5%,12%,17%。因此,该算法构造的无线传感器网络具有小世界特性,并且能量消耗较低。     

能量均衡多跳分簇路由算法

ZigBee无线传感器网络的生存寿命与节点的能耗直接相关。为了延长网络的寿命,通常采用分簇路由方法。通过集中成簇管理以及分布簇头竞争的能量均衡多跳分簇路由算法EBMHC（ energy balance multi－hop clustering rou-ting algorithm）,在一个周期内,使得网络空闲节点休眠,簇头节点担任多条传输、数据融合以及路由维护的功能,以充分有效利用网络能量。分层管理方式可以缓解网络节点能耗不均衡问题。通过仿真表明, EBMHC算法优于LEACH和SEP算法,使网络能耗更均衡,延长了网络生存周期。     

WSN中一种高效节能的分簇路由协议

针对传感器网络存在的节点能耗过快问题,提出了一种新的分簇路由协议EEGC。该协议底层拓扑采用分簇及簇内部分覆盖算法,有效地降低了网络能耗。上层拓扑采用近簇头单跳通信、远簇头多跳通信的方式,缓解了内环簇头能耗过快的问题。同时,以簇头剩余能量决定簇及簇间路由的重构,进一步提高了控制消息的效率。仿真验证表明,EEGC协议的网络寿命明显优于LEACH。     

基于等级的无线传感网自适应分簇算法

为解决现有无线传感器网络（WSN）分簇算法难以同时兼顾其异构性和移动性,从而引发网络寿命较短、网络数据吞吐量较低等问题,提出了基于节点等级的自适应分簇算法。该算法按轮运行,每轮分为自适应分簇、簇建立、数据传输三个阶段。为解决节点移动性引发的簇首数目和成簇规模不合理的问题,在自适应分簇阶段,根据子区域内节点数目变化对相应子区域进行细化或就近合并,以确保每个子区域内节点数目在合理范围内。在簇建立阶段,选举簇内等级最高的节点为簇首,解决异构性引发的部分节点能耗过快、网络寿命缩短的问题;节点等级除考虑节点剩余能量外,还结合WSN实际应用,由节点剩余能量、能量消耗速率、到基站的距离、到簇内其他节点的距离综合决定。基于OMNeT++和Matlab的仿真实验结果表明,在节点移动速度为0~0.6 m/s的能量异构WSN环境下,较移动低功耗自适应集簇分层（LEACH-Mobile）算法和分布式能量有效分簇（DEEC）算法,运用所提算法分簇的WSN寿命延长了30.9%以上,网络数据吞吐量是其他两种算法分簇的网络的1.15倍以上。