基于控制的低能耗多跳分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的多跳分簇协议中,Sink节点附近的簇头能量消耗过快,簇头分布不够均匀,多跳链路不够高效等关键问题,提出了基于控制的低能耗多跳分簇路由协议。通过控制成簇数量与大小、多跳链路能耗、轮数与每一轮中的数据传输量来解决以上问题。仿真结果表明：所提协议与低功耗自适应分簇(LEACH)协议和基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议(EEUC)相比,网络稳定期分别延长了138%和13%,网络生命期分别延长了13%和8%,因此能够有效地降低网络能耗,均衡网络负载,延长网络生存时间。     

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。     

一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议

为了均衡无线传感器网络的能量消耗,延长网络的生存时间,在研究几种基于均匀分簇和非均匀分簇的路由协议基础上,提出一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议。该协议引入能量因子和距离因子修正了LEACH协议的阈值函数。在簇间通信过程,簇头节点与Sink节点之间采用多跳通信方式,簇头与簇头之间形成一条通向Sink节点的优化路径。实验结果表明,相比于LEACH协议和EEUC协议,本文提出的新协议能够有效的均衡网络的能量消耗,延长无线传感器网络的寿命。     

基于优化成簇多跳的LEACH协议改进

针对无线传感器网络分簇路由协议因簇内和簇间的能耗不均带来的覆盖空洞和能量空洞的问题,提出一种基于优化成簇多跳的LEACH协议改进。依据通信射频能耗模型,在成簇时,采用优化分区和双簇首模式,避免因成簇空间和簇首分布不均带来的"覆盖空洞"问题;在簇间路由时,基于簇首能量和与基站的距离,选择代价最小的路由,弥补了因簇首能耗不均导致"能量空洞"的现象。经仿真实验测试,结果表明,与LEACH及同类改进算法相比,该算法有效地降低了网络能耗,延长了网络生命周期,同时提高了网络数据吞吐量。     

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。     

WSNs基于非均匀分区成簇的多跳路由协议

针对无线传感器网络中节点能量有限和能量空洞问题,提出了一种基于优化簇半径的非均匀分区成簇多跳路由算法(UZCMR)。在分簇时充分考虑节点的能量和地理位置,通过"逐层分区"的方法将整个网络以Sink为中心划分成若干个区域。每个区域中的节点通过最优簇半径进行分簇,同时使用参数使靠近Sink节点的簇的规模小于远离Sink节点的簇,并采用了最小通信代价的多跳路由。试验表明,与低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议相比,UZCMR形成的簇首分布均匀,有效均衡了节点能量消耗,缓解了能量空洞问题,显著延长了网络生命周期,也扩大了协议的适用规模。     

一种新的基于分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议

针对在LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议中,所有节点均通过一跳通信将数据传输到簇头节点使簇头能耗太大而过快衰竭死亡的问题,提出了一种新的分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议.簇头之间采用多跳方式将数据传送到基站,避免了单跳通信簇头节点能量消耗过大的问题.利用NS-2(networksimulator-version 2)的仿真结果表明该算法优于LEACH,能有效地降低节点的能耗,延长网络生命周期.     

LEACH协议的簇头多跳（LEACH-M）改进算法

节能高效的实现路由转发是路由设计的一个关键点。总结了目前已有的无线传感器网络的传输路由模式,发现早先提出的LEACH协议虽是无线传感网中的低功耗自适应分层路由算法,但会造成簇头节点负载过重。成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术。提出的是基于LEACH算法的多跳路由改进算法,并在考虑簇头最优个数的选择下,通过采用簇头之间的多跳算法达到减少能量消耗、延长传感网的寿命的目的。实验表明此方法有效。     

高能量有效的基于分簇的无线传感器网络路由协议*

在无线传感器网络能量消耗模型的基础上,分析了经典的分簇路由算法LEACH的不足,提出了一种高能量有效的分簇路由算法（HEHC）,算法重新考虑了通信过程中的能量损耗,并依据能量因子参数优选簇首,同时使用了分簇规模约束机制。仿真结果表明,该算法能有效地减少能量损耗,延长网络的生存周期。     

Secured macro/micro-mobility protocol for multi-hop cellular IP

A Multi-hop Cellular IP (MCIP) network differentiates global and local domains in terms of macro/micro-mobility in heterogeneous multi-hop communication. However, a MCIP network is vulnerable to various attacks and compromises during macro/micro-mobility processes in an adversarial environment. Existing MCIP protocol does not provide macro/micro-mobility security protection for mobile stations. In this paper, we introduce and evaluate a secure macro/micro-mobility protocol (SM³P). In the proposed SM³P, mobile IP security has been extended for supporting macro-mobility across local domains through the process of multi-hop registration and authentication. In a MCIP local domain, a certificate-based authentication achieves the effective routing and micro-mobility protection from a range of potential security threats. Our evaluation and simulation demonstrates the effectiveness of the SM³P.     

MANET网关辅助抑制开销分群路由协议研究

针对MANET现有分群路由协议中群首负担过重,群合并时引发全网泛洪甚至连锁反应等问题,提出一种MANET网关辅助抑制开销分群路由协议GORP。在该协议中,网关在路由维护与数据传送中分担群首的部分工作,以降低群首的负担,使得群首不再成为整个网络的瓶颈;当群首移动导致群合并时,让运动群首作为第二个群的普通成员,原来静止的群首担任新群的群首,最大限度保证群的稳定性。仿真结果表明GORP协议在节点移动或节点数少和多的情况下都能获得好的性能,能满足MANET路由需求。群结构的稳定还将有利于MANET基于群的路由安全策略的实施。     

基于HEED的簇间路由协议的研究

针对HEED协议中簇首与基站通信能量消耗过大的问题,在HEED协议的基础之上,提出了一种簇间路由的算法ICRP。网关GW从若干个簇首中选出它的中心簇首和中间簇首,通过ICRP最终将WSN划分成若干个LArea。每个LArea中都有一个中心簇首、一个网关和若干中间簇首。中间簇首通过网关将数据发给中心簇首,中心簇首融合后再发给基站。实验证明,该协议减少了与直接基站通信的簇首的个数,降低了能耗,延长了网络的生命周期。     

Group routing without group routing tables: an exercise in protocol design

We present a group routing protocol for a network of processes. The task of the protocol is to route data messages to each member of a process group. To this end, a tree of processes is constructed in the network, ensuring that each group member is included in the tree. To build this tree, the group routing protocol relies upon the local unicast routing tables of each process. Thus, group routing is accomplished by composing two protocols: an underlying unicast routing protocol, whose detailed behavior is unknown but its basic properties are given, and a protocol that builds a group tree based upon the unicast routing tables. The group routing protocol is developed in three steps. First, a simple protocol is obtained, and is proven correct. Then, the protocol is refined twice. Each refined protocol improves upon its predecessor by satisfying all of the predecessor's properties plus some additional stronger properties. The final protocol has the property of adapting the group tree to changes in the unicast routing tables without compromising the integrity of the group tree, even in the presence of unicast routing loops.     

基于拓扑快速变化的OLSR改进路由协议研究

针对优化链路状态路由协议（OLSR）在网络拓扑结构快速变化时性能下降的问题,提出了一种新的结合鱼眼状态路由和能量感知的自适应改进路由协议,命名为AFE-OLSR。该改进协议通过监听节点链路集和多点中继选择集的变化情况,自动调整HELLO和拓扑控制消息的发送频率,实现移动感知。同时,它借鉴鱼眼状态路由的思想,节点自动调整拓扑控制消息的转发次数。通过这些机制,该协议能够记录接收消息的能量大小实现能量感知,以及根据能量感知和移动感知的结果来帮助节点选择更稳定和更可靠的路由。仿真结果表明,AFE-OLSR在网络拓扑变化时端到端时延减少8%,分组到达率提高11%,建立全网路由时间减少12%;在网络拓扑静止时HELLO发送量减少19%,TC转发量减少15%。     

一种改进的动态源路由协议研究

原有的权值簇生成算法及其改进都未能很好解决节点移动性问题。针对这一点在一种新的改进权值簇生成算法基础上,提出了新的基于簇的动态源路由协议NCDSR（New Clustered Dynamic Source Routing）。该权值簇生成算法克服了原有算法的在处理节点的移动速度上的缺陷,在计算权重、生成簇头时,对节点的绝对移动速度进行了判断和限定。NCDSR在GloMoSim模拟器下定义了数据结构,进行了模拟仿真,实验证明当节点的绝对移动速度超过限定值时,NCDSR协议端到端延迟、吞吐率和投递率等性能在网络中载的情况下是可以接收的,较原有的动态源路由协议有效。     

低功耗有损网络安全路由协议研究综述

随着物联网不断飞速发展,低功耗有损网络（LLN）的研究与应用成为一种发展趋势。首先,介绍了6LoWPAN与低功耗有损网络路由协议（RPL）的基本原理和结构;其次,总结了LLN中RPL所面对的主要安全威胁以及应对方法,根据协议所采用的不同策略进行归纳、分类和比较;然后,对国内外已有安全RPL研究情况进行了介绍和分析,同时对现有安全威胁和解决方案进行了总结;最后,提出了在大规模、移动性、自组织、低功耗的RPL中需要进一步研究的安全问题和发展趋势。     

无线传感器网络CMR路由协议的设计与实现

在基于簇的路由算法基础上,结合多跳路由的设计思想,提出了一种基于簇的多跳路由协议（CMR）,着重对路由协议的设计思想,簇组织算法和簇间路由算法的工作过程进行了分析和论述,包括簇首选举与簇建立、簇重组与自愈机制,以及簇间路由建立与维护等,并给出了协议的实现,最后对协议进行了测试。