基于中断概率的多跳混合协作地理路由算法

为了减小无线传感器网络中路由的路径长度,该文提出基于中断概率的多跳混合协作地理路由(MHCGR)算法。首先对不同协作机制的链路进行分析,理论分析表明,在一定中断概率要求下,采用译码放大转发混合协作机制可以进一步扩大传输距离,并推导了每跳协作链路的理想最大协作传输距离和理想中继的位置。在无信标地理路由(BLGR)算法的基础上,MHCGR算法结合节点位置信息为每跳选择最佳的中继节点和转发节点,建立从源节点到目的节点的多跳协作路由。仿真表明,与ENBGCR算法和基于DF协作机制的MPCR算法两种协作地理路由算法相比,MHCGR算法可明显减少路由的跳数,改善路由的整体发射功率。     

无线传感器网络高可靠低维护地理路由协议

无线传感器网络地理路由协议要求节点根据少量本地路由信息将数据分组传输路由到目标节点。为了消除路由环,地理路由算法通常需要将网络拓扑平面化。然而现有的平面化算法要么假设节点的通信半径是一固定值,在实际应用中不适用;要么对每一条链路都进行检测是否有交叉链路,路由维护代价很高。针对以上问题,提出一种具有高可靠性和低维护成本的地理路由协议RPR(region partitioning-based routing),其基本思想是将网络划分为规则多边形区域,并在贪心路由失败时将多边形区域内的所有节点看作一个虚拟节点进行周边路由。多边形区域间通信能够降低平均路由路径长度,从而提高了路由的可靠性。基于区域划分的网络平面化策略不需要检测和删除相交链路,因此减少了路由维护开销。模拟实验结果显示,RPR协议比现有方法的平均路由路径长度更短,路由维护开销更低。     

一种基于两跳邻居信息的贪婪地理路由算法

 基于地理信息的路由算法由于其高效、低路由开销和良好的可扩展性等特点,在无线传感器网络中得到比较广泛的应用.许多采用贪婪策略作为其基本数据转发机制的地理路由算法都不可避免会遇到路由空洞现象.针对这个问题,本文提出了一种基于掌握两跳邻居节点位置信息的贪婪地理路由算法——Greedy-2算法.该算法能够使节点提前意识到路由空洞的存在,从而尽可能使数据包及时绕开空洞边界节点,减少路由空洞发生的概率,提高分组到达率.对于Greedy-2算法仍然遭遇路由空洞现象的情况,文章提出了一种基于两跳邻居信息的平面化算法PATN,该算法不需要增加额外的平面化开销,即可将网络平面化以采取边缘恢复机制,在UDG网络中保证数据可靠传输.仿真结果表明,与基于一跳邻居节点位置信息的贪婪算法相比,Greedy-2算法可以明显减少路由空洞现象发生的次数,在分组到达率和数据传送的路由跳数方面都有着更好的性能.Greedy-2算法与PATN规则结合后的GPSR-2算法也比GPSR算法有着更优化的路由跳数.     

水下传感器网络路由协议研究

现有水下传感器网络路由协议都属于地理路由协议,需要知道各个节点的水下三维位置信息,从而导致大量水下通信,难以有效延长网络生存时间。本文深入分析了现有研究的不足,提出一种基于深度信息与能量均衡的水下路由协议,只需要节点深度信息,节点间通信量极少;设计了协议的算法,并提出了空洞处理对策。     

基于蚁群算法的无线传感器网络数据聚合路由算法

传感器网络为减少冗余数据的传输耗能。降低延迟,需要在路由过程中采用数据聚合技术。文中采用定向传输方式,在消息路由机制基础上提出了一种基于蚁群算法的数据聚合路由算法。该算法主要思想在于将节点能耗、传输距离与聚合收益3方面作为启发因子,通过一组称为“蚂蚁”的人工代理寻找到达汇聚节点的最优路径。该算法利用蚁群算法的正反馈效应来达到数据汇集的目的,不需要网络节点维护全局信息,因此是一种实现数据聚合在能量与时延上折中的分布式路由算法。理论分析和仿真结果说明了新算法的有效性。     

二进制传感器网络加权目标跟踪算法研究

该文主要研究二进制传感器网络中加权目标跟踪算法的设计。针对已有算法中权值不能实时反映目标与感测节点之间距离关系的缺点,提出了距离加权和基于预测的距离加权目标跟踪算法。距离权值能够实时反映目标与各个感测节点间的距离关系,因此具有更高的跟踪精度。在距离加权算法中感测节点需要将感测信息和距离信息都传输到融合中心,这会增大感测节点的能量消耗。为了解决这个问题,文中提出一种基于预测的距离加权目标跟踪算法。该算法中感测节点不需要传输距离信息而只传输感测信息到融合中心从而减少了能耗。仿真结果表明,基于预测的距离加权算法比已有算法能够够精确地跟踪目标,在保证跟踪精度的同时减少了通信能耗。     

基于能量优化的无线传感器网络安全路由算法

针对无线传感器网络路由面临安全威胁和节点能量有限的不足,提出一种基于能量优化的安全路由算法(EOSR).该算法把优化能量、提高路由安全性和缩短传输时延同时作为设计目标,采用多目标决策,在保证安全性和快速传输的同时,让能量储备较多的节点承担较多的数据转发任务,可获得最优路由和延长网络生命期.通过预置公私密钥对,有效地提高了路由的安全性.给出了该算法中路由发现、路由选择和路由删除的具体步骤,通过仿真实验证明该算法的有效性.     

无线传感器与执行器网络组播技术研究

组播是将给定消息从一个源节点发送到若干个目标节点的通信模式。在组播中,给定消息沿着路由从一个节点发送到多个目标节点,这些目标节点的位置是任意的,且分布在整个网络内。文章给出了WSAN(无线传感器与执行器网络)中组播的定义与数学描述,分析了Ad hoc网络组播协议以及基于树与网格的组播协议特征与思路,描述了LAM(轻量级自适应组播)、DDM(差异目标组播)、GMP(地理组播协议)、PBM(基于位置的组播)、GMR(地理组播路由)、HRPM(分层汇聚点组播)、HGMR(分层地理组播路由)等地理组播协议的工作原理。     

一种基于地理位置信息的无线传感器网最小能耗路由算法

提高能量有效性是无线传感器网络(WSN)设计的主要目标之一,采用能量有效路由协议是提高WSN能量有效性的一种重要手段。该文提出了一种面向无线传感器网络的最小能耗(MEC)路由算法GLB-DMECR。该算法采用了新颖的MEC路由思想,即利用理想的最小能耗路径来引导路由选择过程,从而发现实际的MEC路径;该算法采用分布式、基于局部网络状态信息的路由决策机制,具有良好的稳定性和可扩展性;该算法充分挖掘了节点地理位置信息在路由中的效用,利用地理位置信息实现路由而不需要网络付出过多的额外代价。该算法具有较低的实现复杂度。仿真结果说明, 其最小能耗性能在非常广的网络环境下要优于或等同于现有典型同类算法。     

基于网络编码的多播路由算法性能分析

多播传输是目前通信系统中的一项关键技术,可以将相同的信息同时传向多个接收节点。该文提出一种基于网络编码的新的多播路由算法,该算法利用Dijkstra约简网络搜索源节点到各接收节点的路径族。仿真结果表明,该算法在资源消耗和负载均衡方面较传统的多播路由算法有更好的表现,同时性能也更接近基于网络编码的最小费用多播算法。最后,数学分析表明该算法具有较低的计算复杂度。     

基于定位的超宽带传感器网络路由算法研究

超宽带定位技术应用于移动传感器网络路由算法是目前研究热点,该文提出一种基于超宽带定位的源动态路由算法,通过超宽带定位建立网络拓扑,并根据节点移动速度来反映节点的移动效应;通过受限泛洪和移动预测两种路由机制来提高路由性能.仿真结果表明,该算法能提高移动节点的路由成功率,降低路由平均延时.     

基于缓存旁路和本地修复的多跳网络路由重建机制

该文针对多跳网络中现有AODV和AODV-BR按需路由算法的弊端,提出了基于缓存旁路和本地修复的AODV-CL路由重建机制。该机制利用空闲时间监听无线信道中传输的所有数据包和路由控制信令,用于维护有效的邻居节点列表及本地路由缓存,有效降低了周期性HELLO消息带来的信令负担,并增加了可用路由信息。中间节点在发现断链时,尝试采用局部修复,尽量避免由源节点广播RREQ消息发现路由。根据本地路由缓存及邻居节点的路由信息,实现了快速的路由发现及修复,能有效降低路由控制信令开销及丢包率。     

机会网络中基于摆渡节点与簇节点相互协作的路由机制

机会网络是一种不需要在源节点和目的节点之间存在完整路径,利用节点移动带来的相遇机会实现网络通信的延迟容忍自组织网络,它以“存储-携带-处理-转发”的模式进行.为实现互不相交簇间的信息传输,本文设计了一种带阈值的簇移动模型CMMT,并提出了一种基于摆渡（Ferry）节点与簇节点协作的路由算法（CBSW）.该算法减少了冗余的通信和存储开销,以及在Spray阶段簇节点没有遇到目的节点或摆渡节点,进入Wait阶段携带消息的节点采用直接分发方式只向目的节点传输等问题.仿真实验表明,CBSW算法能够增加传输成功率,减少网络开销和传输延迟.     

基于改进蚁群优化算法的无线传感器网络路由研究

无线传感器网络能够进行传感器的数据收集和传输,为用户提供多元信息,在不同的领域都具有广阔的应用前景,但无线传感网络的路由研究没有动态的拓扑结构以及全地址机制,并且资源有限,因此需要新的无线传感器路由算法进行支持.本文提出了基于改进蚁群优化算法的无线传感器网络路由算法,将改进的蚁群算法的自组织、动态和多路径等特性结合到无线传感网络路由研究中,用仿真实验进行分析表明该算法在网路平均能耗方面的显著改善,并证明其基本满足无线传感器网络的设计目标.     

一种能耗均衡的无线传感器网络路由算法

为了延长采用电池供电的无线传感器网络的生命周期,提出了一种综合考虑单个节点能耗和节点传输信息至汇集节点所需总能耗的路由算法.该算法首先根据网络中节点到汇集节点从小到大的距离顺序选择待规划节点,然后计算各对应候选节点的评价参数,该参数由单节点能耗和节点传输信息至汇集节点所需总能耗加权得到,最后选择评价参数最小的候选节点作为待规划节点的中继节点.仿真结果表明,该算法的生命周期明显长于LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hier-archy)算法.     

高效能耗传感器网络的模型分析与路由算法设计

传统的传感器网络生命期模型未考虑节点异跳上单位传输费用的差异性,针对该缺点本文建立生命期模型并转化目标为带不等式约束的最大费用最大流问题,依据模型中所体现路由规划与生命期优化的本质联系,提出一种基于节点负载压力的自适应路由算法,算法实现所需的计算量、通信量较小.通过仿真实验对算法进行了性能分析和验证,仿真结果表明该算法能有效地延长传感器网络生命期.     

基于WirelessHART的分布式低功耗路由算法

提出了一种针对新型无线传感网络协义WirelessHART的低功耗分布式路由算法——DHEIRP（基于多跳的分布式能量迭代路由算法）。采用分布式的路由决策,加快了WirelessHART的网络组建和恢复速度。DHEIRP提出了一种新的能量迭代算法,选取最小跳数、接收信号强度、节点电池能量作为参数,能够最小化网络的传输消耗并平衡各节点的能量损耗。将DHEIRP同GBR以及HBRRP等已有算法进行了比较,证明DHEIRP在平衡节点能量和延长网络寿命方面有较大的优势。     

一种传感器网络的分布式多播路由优化算法

传感器感知的信息需要通过网络传送给感兴趣目标节点,传统网络中的多播技术往往能耗高、实时性不够理想,不利于在传感器网络中使用。针对 WSN中节点对网络拓扑未知,该文先将多播路由问题演化为最优多播路径问题,通过启发式算法求解分布式最优路径,并通过一种基于贪婪思想的裁剪合并策略优化多播路由树,直至整个网络得到最优路径,最后并结合了节点区域集中以及无线多播特性,提出了 DCast 路由算法。最后通过仿真实验与uCast, SenCast等经典的传感器网络的多播路由算法仿真比较,可以得出其算法在时延性以及能耗等方面性能有优势。     

MANET中一种具有能量意识的无信标地理路由算法

 地理路由具有有效的传输性能和良好的可扩展能力,是当前移动Ad Hoc网络路由算法中的一个研究热点. 在许多实际场合下,网络中的节点能量有限并且难以补充,所以合理调整节点之间的能量消耗成为提高网络寿命的一种重要手段. 本文针对贪婪转发和空洞解决方案中存在的节点能量消耗不平衡的问题,提出了一种具有能量意识的无信标地理路由算法EBGR (Energy-Aware and Beaconless Geographic Routing). 该算法包括两个模式：贪婪竞争策略和空洞解决策略. 在贪婪竞争策略中,源节点或中继节点（即上游节点）广播数据包,位于数据包转发域内具有最小动态转发延迟的节点（即下游节点）转发数据包,其余候选节点侦听到该广播包后,自动放弃转发该数据包. 当遇到节点空洞时,将角度和能量信息同时加入到转发节点的动态延迟计算中,从而在数据包转发过程中有效地避绕空洞和平衡节点间的能量消耗. 仿真结果表明,与已有的BLR和GEAR等典型地理路由算法相比,平均投递率提高2%到4%;平均网络寿命提高了10%到20%.     

无线传感器网络中一种协同源定位算法

针对无线传感器网络传统目标定位过程中,数据在大量传感器节点间传输使得节点能量迅速耗尽,同时远距离低信噪比节点对定位精度的影响等问题。基于分区域协同工作的思想,提出了一种协同源定位算法。对该算法进行仿真试验,结果显示,该算法明显降低了网络能耗,且具有较高的定位精度和稳健性。