基于跨层设计的无线传感器网络节能双向梯度路由算法

针对现有无线传感器网络梯度路由算法在下行路由创建过程和能量更新机制中存在冗余控制开销的问题,该文提出一种采用跨层和功率控制机制,具有节能功能的双向梯度路由算法(Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing,CEBR):无需使用专门的控制分组,采用源路由方式以较小开销建立从Sink节点通往传感器节点的下行路由;通过跨层信息共享,定期采集节点剩余能量信息并按需发布;设计使用含跳数和节点剩余能量的合成路由度量标准,减少节点能量和网络带宽消耗的同时均衡节点能耗;结合RSSI(Received Signal Strength Indication)测距实现节点发射功率控制从而在数据及查询分组发送过程中节约节点能量。理论分析表明了CEBR的有效性;仿真结果显示:与现有的典型相关算法相比,CEBR能够在建立双向梯度路由的前提下,至少降低34.5%的归一化控制开销和27.12%的数据分组平均能耗,并使网络生存期延长18.98%以上。     

基于支持向量回归的无线传感器网络定位算法

针对一些增量定位中误差容易累积和集中式算法通信开销较大问题,提出了一种基于支持向量回归的半集中式定位算法,中心节点收集锚节点位置和网络连通信息作为训练样本,使用支持向量回归技术得到连通信息到节点位置的映射函数,分发到普通节点后即可使用此函数完成自身定位.为增加训练样本,对邻居锚节点达到3个的普通节点,使用基于RSSI测距的最小二乘法进行定位,升级为锚节点.分析和仿真表明,算法减少了通信开销,减轻了测距误差影响,并获取了较高的定位精度.     

基于RSSI无线传感器网络空间定位算法

RSSI测距技术在实际应用环境中,由于多径、绕射、障碍物等因素,无线电传播路径损耗使得定位过程中产生距离误差.通过对三维空间定位过程中产生距离误差区域进行分析,提出了基于RSSI新的空间定位算法ERSS,该定位算法计算简单,定位过程中节点间不增加通信开销,无需硬件扩展.仿真实验表明该算法较普通的基于RSSI的测距方法定位精度和响应时间有了明显的改进,适合在通信开销小、硬件要求低的传感器网络节点上应用.     

基于相遇节点跨层感知的机会网络高效低时延路由算法

针对基于epidemic机制的机会网络路由算法未能及时感知相遇节点以及在数据分组交换过程中存在冗余的问题,提出了一种采用跨层感知相遇节点思路的机会网络高效低时延路由算法——ERCES（epidemic routing based on cross-layer encountered-node sensing）,通过在物理层、MAC层和网络层之间的跨层信息共享与协同,实现相遇节点及时感知,并且采用节点相遇后立即广播新数据分组、收到SV（summary vector）分组后优先发送目的节点为对方的数据分组、动态自适应发送HELLO分组、借助SV删除节点缓存中已到达目的节点的分组等新机制,减少控制和存储开销,降低分组时延。理论分析验证了ERCES算法的有效性,仿真结果表明：与经典的Epidemic Routing算法及其多个改进相比,ERCES算法的控制开销和存储开销分别减少8.2%和2.1%以上,数据分组平均端到端时延至少降低了11.3%。     

一种基于AODV的链路质量与能效优先的跨层路由协议

无线ad-hoc网络部署在非人为控制的外部环境中,采用电池供电.在这种应用环境中,如何通过合理的路由协议设计降低能量开销、提高网络的生存时间是近年来研究的热点.文章提出一种结合链路质量与能效的跨层路由协议.在路由建立阶段综合考虑链路质量、发送数据包的能耗和节点剩余能量来建立路由.通过在路由维护阶段对链路质量和节点剩余能量进行检测,预测路由中断的发生,并进行本地修复.通过在IEEE 802.15.4 Matlab模拟器下进行仿真,验证了该协议能够有效地提高网络的生存时间、数据投递率及AODV协议的性能和稳定性.     

一种基于节点能量的机会网络概率路由算法

在机会网络中,节点之间可能不存在端到端的路径.为了节省网络中节点消耗的能量,在概率路由算法的基础上提出了一种基于节点能量的概率路由算法(Energy-based Probabilistic Routing Protocol using History of Encounters and Transitivity,EBPROPHET).首先,计算两个节点相遇时节点的通信开销,然后相遇节点的剩余能量作为一个参量引入算法,选择节点剩余能量多的节点作为转发节点,最后,进行消息的转发.仿真表明,EB-PROPHET算法具有良好的路由性能,降低了整个网络的能量消耗,延长了网络的生存周期.     

一种基于能耗均衡的ZigBee网络高效混合路由算法

针对目前ZigBee网络混合路由算法寻找开销偏大、能耗不均的问题,提出一种高效混合路由算法( EHCA)。通过采用跨层泛听与优先使用深度大、剩余能量多的节点进行路由的方式,减少部分泛洪寻路分组的转发,均衡节点能耗。仿真结果表明,EHCA的节点能耗均衡、路由开销和网络寿命等性能均优于混合路由算法和树路由算法。     

基于 RSSI 的无线传感器网络节点定位算法研究

节点位置信息是无线传感器网络应用的基础。基于RSSI（Receive Signal Strength Indicator）的测距技术因其低成本和低复杂度的优点而被广泛用于无线传感器网络的定位技术中。介绍了RSSI信号传输模型,在介绍无线传感器网络定位基本原理的基础上,分析了影响定位精度的因素。综述了近几年提出的无线传感器网络中基于RSSI的节点定位算法及其改进算法,现有基于RSSI定位算法的改进算法主要从测距精度改进、定位精度改进或误差修正改进等方面进行。最后,指出了基于RSSI的无线传感器网络节点定位算法的不足,并进行展望。     

基于IEEE802.11 DCF的链路预先修复AODV路由协议

基于无线自组织网络中普遍使用的底层通信协议IEEE802.11 DCF,针对广泛应用于无线自组织网络中的路由协议(AODV),提出了一种链路预先修复算法。该算法首先推算了DCF协议中的不稳定传输范围,然后通过MAC层与路由层的跨层协作,在下一跳节点移动在不稳定传输范围时就事先采取相应的路由修复措施。相对于AODV中采用节点周期性地发送HELLO消息来监测邻居节点变化的方法,该算法更为高效及时。仿真结果表明,该算法能够有效的减小端到端时延,保障了投递率。     

基于三维胞元空间的能量高效性多通道协作路由算法

针对无线传感器网络中因空洞引起路由效率降低的问题,该文提出了基于3维胞元空间的能量高效性多通道协助路由算法(3D-EEMCR)。该算法根据能量损耗模型,权衡考虑节点的剩余能量和位置信息来选举胞父节点,从而平衡网络能耗;另外,算法采用主通道和辅助通道相互协助的周边路由模式完成空洞区域的路由。仿真结果表明,3D-EEMCR相比3D-GPR(Grid Position-based Routing)和3D-CSR(Cell Space Routing)能够有效提高消息包的发送率,降低网络的平均能耗,延长网络的生存周期。     

基于反馈选择的P2P网络搜索算法

利用历史查询的搜索反馈结果,考虑节点兴趣,计算邻居节点的预计搜索成功性,动态选择转发的邻居节点,以减少消息数量和发现第一个文件的时间以及增加文件的查全率,提出一种基于反馈选择的P2P网络搜索算法。该算法通过计算邻居节点的动态有利度,定期调整邻居节点,提高了P2P网络的搜索稳定性。算法分析和实验结果表明,该算法的性能优于NS搜索算法。     

基于预算机制的非结构化P2P网络分段搜索策略

在非结构化P2P网络中,降低消息冗余,提高搜索的效率,一直是资源搜索的关键问题.目前非结构化P2P网络均采用生存时间（Time-To-Live）机制控制搜索算法的深度,但是同时产生了大量的冗余消息,严重影响了网络的利用率.为了能够在保持高搜索效率的前提下减少冗余消息的数量,提出了一种基于预算机制的非结构化P2P网络分段搜索策略DBudgetSearch.DBudgetSearch将搜索过程分为两个阶段,并在每个阶段中使用预算机制来控制消息转发的数量和导向,根据邻居节点的连接度大小来选择消息的转发对象.分析和试验结果表明,DBudgetSearch导向性好,算法搜索效率高,能够有效减少冗余消息.     

A Diversity-based Selfish Node Detection Algorithm for Socially Aware Networking

Because mobile devices only have the limited resource in socially aware networking, some network nodes are unwilling to sacrifice their resource to forward messages to others for free, thus forming selfish nodes. However selfish nodes will cause dropping in the message delivery rate and affect the network performance, so this paper has proposed a diversity-based selfish node detection algorithm (DSNDA). Firstly, it mainly applies the node forwarding willingness mechanism to detect whether the node is selfish. If the node has the inadequate resource, that is, it cannot forward any messages for others; then it will be selfish. If the node’s resource is enough and the node has forwarded messages to other nodes, it indicates that the node is not selfish. Otherwise, DSNDA algorithm will use reputation mechanism to check the node further. If the node has broken faith, it indicates that the node is selfish. On the contrary the message confirmation mechanism will be employed to make the final check on the node. If a message does not be received or discarded after the node’s receiving it, which proves that it has selfish behaviour. If not, the node is normal. It can be proved by the simulation experiment and results that the DSNDA algorithm has significantly improved the delivery rate of messages, comparing with other algorithms. At the same time, reducing the network delay, thus verifying the feasibility of DSNDA.

     

Load balancing routing with queue overflow prediction for WSNs

The ease of deployment of Wireless Sensor Networks (WSNs) makes them very popular and useful for data collection applications. Nodes often use multihop communication to transmit data to a collector node. The next hop selection in order to reach the final destination is done following a routing policy based on a routing metric. The routing metric value is exchanged via control messages. Control messages transmission frequency can reduce the network bandwidth and affect data transmission. Some approaches like trickle algorithm have been proposed to optimize the network control messages transmission. In this paper, we propose a collaborative load balancing algorithm (CoLBA) with a prediction approach to reduce network overhead. CoLBA is a queuing delay based routing protocol that avoids packet queue overflow and uses a prediction approach to optimize control messages transmission. Simulation results on Cooja simulator show that CoLBA outperforms other existing protocols in terms of delivery ratio and queue overflow while maintaining a similar end-to-end delay.

     

机会传感器网络中基于优先级的查询分发和处理算法

提出了机会无线传感器网络中一种基于查询优先级的查询分发和处理(PBQ)算法。算法根据用户定义的查询优先级合理选取消息转发的中间节点,并控制查询消息的转发和拷贝量;同时,动态地调整查询消息的优先级,使得查询结果能快速回传到查询发起者并清理网络中查询的残留消息,避免了不必要的消息传输并提高查询处理的整体效用。模拟实验表明PBQ算法能有效提高机会网络中查询处理的成功率,降低查询的开销和时间延迟。     

基于对比度阈值的加快BGP收敛速度算法

有些情况下Internet上某个节点发生故障后，BGP需要较长的时间和大量的报文交互才能重新收敛。针对该问题提出一个新的方法，根据故障发生后节点间传输的BGP路径信息为相关节点设置亮度，然后计算所有可用路径（备份路径）的整体对比度，再通过对比度阈值决定哪些路径参与正常的BGP路径选择过程。SSFNet仿真结果表明，该方法能够较大地提高收敛速度，较好地减少报文数量。在保持增量实现的特性下，与已有算法相比，该方法具有更高的效率，更小的算法复杂性，还可以面向更大的问题空间。     

一种改进的无线传感器网络节点定位技术

无线传感器网络节点自身定位至关重要,在军事和民用领域中有着广泛的应用前景。文中针对传统的网络定位算法。提出的改进算法实验结果表明,算法能够有效地对节点进行定位、减少了误差率。     

面向船舶AIS自组织网络的地理位置路由算法

针对船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）的自组织网络路由算法设计问题,提出了一种基于优化的贪婪边界无状态路由（Greedy Perimeter Stateless Routing,GPSR）的技术方案。该方案利用AIS时分多址接入协议,为消息报文提供信道接入方法。首先,设计了位置报文的自适应转发策略,使船舶节点根据网络环境自主决策位置报文的转发行为;其次,通过缩小GPSR贪婪转发的选择范围,减少了因节点运动导致的边缘路由失败情况。仿真结果表明,所提方案实现了AIS船舶节点的有效组网。与现有转发策略相比,自适应转发策略降低92.7%的位置报文转发量,并降低了79.6%的时隙冲突率,可有效提高网络资源的利用率。      

A Tracking-Based Target Locating Algorithm in Wireless Sensor Networks

1　IntroductionAwirelesssensornetworkisusuallycomposedofhundredsorthousandsofsensorsequippedwithcomputation ,sensingandcommunicationdevices,whicharecoordinatedinadistributedmodeinordertomonitoracertaingeographicalregionandcollectinformationontheirsurroundings[1 ] .Thecollecteddataisthenusedtoanswervariousqueries.RecentadvancesinMEMS ,wirelesscommunications,anddigitalelectronicshavemadepossiblethecheapandfastdeploymentofsensornetworks[2 ] .Suchadhoc,self organizingsensornetworksarereceivingin…     

A probabilistic routing algorithm based on node communication capability and message strength

In delay-tolerant networks (DTN), node connection time and message transmission time are two important influencing factors that can improve the delivery rate. In this paper, we first define a new concept called communication capability (CC) and then apply this concept to the delivery predictability formulation in Prophet and improve it. Then, in Prophet, the selection of relay nodes relies only on the delivery predictability and ignores the caching and forwarding capability of the node. Therefore, we combine delivery predictability, buffering, and forwarding capability to develop a new adaptive relay node selection strategy. Subsequently, we define two metrics called message priority (MP) and message strength (MS). The node forwards messages sequentially based on message priority and discards messages based on message strength. Finally, we present a probabilistic routing algorithm based on node communication capability and message strength (CAMS). The simulation results show that compared with traditional routing algorithms, the CAMS can effectively improve the message delivery rate, reduce the overhead ratio, and keep average hop counts low.