基于多层立方体簇结构的3D-Ad hoc网络路由算法

针对三维Ad hoc网络拓扑结构复杂和节点随机移动导致寻路困难的问题,提出了基于多层立方体簇结构的路由算法。借助节点的位置信息构建多层立方体,成簇过程简便并且扩展性强;由于节点随机移动,引入了簇重构机制。利用多层立方体簇进行拓扑转化及簇间通信编号。簇间通信编号能够提供到达地址的相关路径信息,有效简化了路由过程。仿真分析表明,提出的策略正确可行,达到了简化三维Ad hoc网络拓扑、正确路由的目的。     

适用于车载自组织网络的稳定成簇算法

车载自组织网络中网络拓扑频繁变化、链路不稳定.若直接使用移动自组网的成簇算法,将会引起传输延时增大及丢包率上升等一系列问题.提出一种基于AP相似度改进的稳定成簇算法——SD成簇算法.本算法以节点之间的相似度(similarity)和周围节点度(degree)作为分簇依据,利用节点的地理位置信息和邻居拓扑信息进行簇头选举.NS2仿真结果表明,该算法能有效地改善车载自组织网络中簇结构的稳定性.     

树型链式非均匀分簇混合多跳路由算法

为了均衡无线传感器网络能耗,延长网络寿命,提出一种树型链式非均匀分簇混合多跳路由算法(TUCHM)。通过引入候选簇头之间的角度控制优化簇头选取,构建树型链式非均匀簇结构以优化成簇策略,利用混合层次网络拓扑结构、并改进蚁群算法的路径选择概率模型和信息素更新模型,实现混合多跳传递数据,以消除LEACH等分簇路由算法在大面积仿真环境下簇内远距离单跳传递和簇头向Sink节点远距离单跳传递的缺点。仿真实验结果表明:与LEACH和DEEC算法相比,TUCHM算法在节点存活数量、网络的稳定周期和生命周期、节点剩余能量方差等性能方面表现优异。     

无线传感器网络集中控制分簇组网算法研究

为了实时监测森林气象因子,查找火灾隐患,将无线传感器网络更有效地应用到实际领域中,本文提出了一种可以有效延长网络生命周期,自组织成簇,自适应变化的网络拓扑结构的能量有效集中控制分簇算法EEDC（energy-efficient distributed clustering hierarchy）。该算法高效利用有限能源,均衡全网能量,使负载平衡,防止节点失效。     

基于自聚簇的三层结构P2P网络模型

在传统的两层混合式P2P结构中,超级节点不仅要负责管理查询消息路由,而且还要对节点文件进行管理,这样很容易使超级节点的网络负载过大.同时,超级节点的简单指定方式容易引起虚拟拓扑网络与实际物理网络不匹配,更不能利用节点的兴趣局部性.针对传统两层混合式P2P模型的不足,提出了新的三层结构P2P网络模型.这种模型将超级节点的文件管理和消息路由功能分别交给两种不同的专属节点来处理,同时考虑节点的实际物理位置,并采用基于节点属性特征的自组织管理机制使节点自聚成簇,自适应地改进自身的搜索性能.实验结果表明,三层结构P2P模型能更有效地进行资源组织,提供高效的资源搜索.     

Ad hoc网络中基于权值的连通支配集算法

移动Ad hoe网络是一种多跳,自组织网络,在该网络中可以通过构建虚拟骨干网来减少参与路由计算的节点数量,虚拟骨干网可以由近似的最小连接主节点集(MCDS)组成.提出了一种考虑节点权值的分布式近似MCDS查找算法,在网络拓扑结构发生变化时对MCDS进行维护.与几种经典的分布式近似MCDS查找算法相比较,结果表明,该算法具有更好的性能.     

基于IK-means聚类的分簇路由算法

为了均衡移动自组织网络的能耗,提高簇结构稳定性,提出了一种基于IK-means聚类的分簇路由算法(IK-CRA).首先利用IK-means算法对网络中的节点进行分簇;然后通过节点的剩余能量、邻居节点数与连通代价的比值、链路维持时间构造适应度函数,采用改进的人工蜂群算法(IABC)解决分簇路由算法中的最优簇头问题.仿真结果表明,IK-CRA算法缩短了成簇时间,降低了节点的状态变化率,减少了节点的能量消耗,延长了簇首的持续时间,提高了动态环境下簇结构的稳定性.     

无线传感器网络层次型拓扑结构控制

无线传感器网络拓扑控制是在满足网络覆盖和连通度的前提下,通过骨干网节点选择,剔除节点之间不必要的无线通信链路,生成一个高效的数据转发网络拓扑结构。层次型的拓扑结构控制利用分簇机制,让一些节点作为簇头节点,由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网,其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块,进入休眠状态以节省能量。研究了改进的GAF虚拟地理网格分簇算法和TopD isc成簇算法。     

WSN中基于LEACH的多层分簇路由方案

针对传统分簇路由中存在的节点能耗严重失衡问题,提出一种新的成簇路由方案。在参考LEACH路由算法的基础上,融合多层分簇的思想,通过在网络拓扑的底层构建具有多个簇头节点的簇集合、在拓扑的顶层构建多跳转发机制,提出能量高效的多层分簇路由算法。仿真结果表明,该算法在网络生存时间和负载均衡方面较已有算法有较大的提高。     

蚁群算法在LEACH路由协议中的应用

减少网络能量损失,增加网络的生成时间是无线传感网络的重要研究内容。LEACH是针对无线传感网络设计的低功耗自适应的路由算法。但是传统LEACH路由算法存在簇首开销过大、簇规模分布不均匀等问题。针对LEACH算法存在的缺点,从成簇方式和簇头路由拓扑提出改进方案,成簇半径随着距离Sink节点的增加而减小,簇首间采用蚁群算法进行路由优化。实验从网络节点存活的节点数目和节点的平均耗能两个指标对仿真结果进行评价,仿真结果显示改进算法网络的生存时间比传统结果提高了15％,节点平均能耗降低20％。改进算法可有效减少网络的总能量消耗,均衡网络的负载。     

无线传感器网络自适应动态路由算法仿真

传统传感器路由算法存在信息传输能耗较高,且网络节点存活率偏低问题,提出无线传感器网络自适应动态路由算法,简称为HDAR算法.结合平面路由和层次路由构建新的无线传感器网络路由框架,在数据获取模块中选取层次路由,在数据传输模块中选取平面路由.调整节点非线性自适应权重,动态成簇自适应路由算法HDAR通过数据动态成簇来实现数据汇总,利用自适应路由选择算法将数据运转到Sink节点,最终实现HDAR算法设计.为验证所提算法的有效性,进行一次实验.实验结果表明:HDAR算法节能效果更好,且上述算法下节点存活数量更多,适用性较强,具有很好的应用前景.     

无线传感器网络非均匀等级分簇拓扑结构研究

网络拓扑结构影响着传感器节点的负载均衡与生存周期,分簇结构是无线传感网络的一种有效地拓扑管理方式。根据血管网络特征以及对构建无线传感器网络拓扑结构的启示,提出了无线传感器网络非均匀等级分簇拓扑结构。分析血管网络结构特征,建立数学模型和网络拓扑结构,对具有压力差的网络节点进行等级标定。根据改进粒子群算法进行非等概率静态分簇,形成不同等级区域具有密度和规模不等的非均匀等级分簇拓扑结构。仿真分析表明,此算法能优化网络分簇,均衡节点能耗,延长网络生命期,避免网络能耗热点问题。     

WSN中层次型拓扑控制与网络资源配置联合设计方法

综合考虑异构无线传感器网络中节点速率分配、簇的划分规则和链路层网络频带资源占用情况, 提出一种基于拓扑控制与资源优化分配的层次型路由算法. 在网络层, 该算法根据成员节点和簇首节点的速率分配机制建立节点流量平衡模型. 在链路层, 分析无线传感器网络频谱共享行为, 研究邻近用户间访问冲突的规避抑制模型, 重构网络频带资源. 通过引入带宽比例因子将可用频带划分成若干子带, 提高网络频带资源的利用效率. 本文基于跨层联合设计思路, 建立一个混合整数非线性规划问题,对异构无线传感器网络中拓扑控制和网络资源分配问题联合设计, 得到最优的分簇结果和资源分配方案. 最后, 在设定网络拓扑中评估性能, 仿真结果证实该算法在网络频带资源充分利用的同时, 可实现最优的簇首匹配和路由建立结果.     

WSN中簇首角色自适应能量树链算法

以往的路由协议中,分簇,成树,成链算法的拓扑结构单一,簇首分布不合理,单链存在长链和交叉的问题,且簇首无法自适应地转换角色融入节点环境。由此,提出簇首角色自适应能量树链算法（ECRC）,将簇首从固定角色中解脱,能自适应地进行拓扑的二次构建。节点自适应形成能量树结构,而能量树根节点成单链将簇、树、链优势结合。仿真结果对比表明,该算法能有效地均衡节点间能耗、延长网络生命周期。     

基于剩余能量等级的MANET分簇算法

移动自组织网络具有自组织、动态拓扑、多跳通信和分布式控制等特点,可应用于小型区域战场和灾后现场的通信。然而通常由于节点能源受限,网络生存时间短暂,最大化利用现有资源是研究自组织网络的重要方向。自适应分簇算法是根据监测区域和节点位置划分网格,通过比较不同簇数下LBF值,得到最合理的分簇结构,进而以剩余能量等级最高的节点作为簇头。通过对100个节点时指定簇头、轮换簇头和自适应分簇三种算法下的网络节点生存时间和每轮节点的能量方差进行仿真,得出自适应分簇算法将网络生存时间明显延长,并平衡了簇头的负载。     

传感器网络中结合SOM与免疫克隆选择的分簇路由策略

提出一种结合自组织映射(SOM)与免疫克隆选择算法的分簇路由策略SICR(SOM and Immune Clonal Selection Based Clustering Routing Scheme for Wireless Sensor Networks).在分簇聚类时,充分考虑了网络节点密度、剩余能量以及与汇聚点间距离等因素,采用一种基于自组织映射原理的簇头竞争算法,构建了能量消耗均衡的分簇结构.该结构可以有效的应用于节点能量异构的网络场景.同时,为了减少簇重构次数,降低重构开销,在维护阶段引入了自适应调整机制,簇首可根据簇内各成员的剩余能量估算簇的稳定性,并据此调整簇规模.路由的组织则分为簇内通信和簇间通信两部分:簇内通信基于建立的簇内拓扑路径集进行;簇间通信则通过基于克隆选择算法建立的最小汇集树进行.模拟实验表明,与现有的几种算法相比,SICR能更好均衡节点的能量消耗和延长网络寿命.     

一种半径自适应成簇多跳传感器网络路由算法

针对低功耗自适应聚类路由算法LEACH随机选择簇头和簇头间单跳通信的缺陷,提出一种新的成簇路由算法——半径自适应成簇多跳路由算法RACMH．它将半径自适应成簇技术与多跳通信方式相结合,节点根据本地信息独立地决定成为簇头节点或成员节点;簇类覆盖的区域限制在一定半径范围内,所有簇头节点根据权重消息组织成一棵路由树,采用多跳通信方式向基站传输数据．仿真实验表明,与LEACH相比较,该算法能更有效地延长网络生命周期,节省网络能量消耗,实现网络负载平衡．     

分簇覆盖的移动自组织网中节点位置辅助路由算法

在大规模移动自组织网中,利用节点位置信息辅助建立路由被认为是一种有效提高无线网络路由可扩展性的方法.提出了一种可扩展与高效的、适用于移动自组织网络的路由算法——分簇覆盖的节点位置信息辅助路由算法(CLAR).CLAR使用如最小簇改变(LCC)算法,建立并保持的单跳分簇结构为拓扑.已有文献证明,LCC是更新成本最小的保持簇头节点密度均一的分簇算法.CLAR利用网络节点的位置信息提高无线网络路由的网络层性能,由目标节点的位置信息预测并构造一个较小的、形状为等腰三角形、矩形或圆形的区域.该区域需保证覆盖目标节点可能存在的位置,且根据源节点与目标节点间的相对位置决定该区域适宜的形状,从而限制源节点在一个较小的“请求域”内寻找可用路由,而不是在网络内盲目寻找.仿真实验结果表明,与其他路由算法相比较,CLAR路由算法在路由建立所需时长、路由代价、平均时延及数据包冲突等参数上表现优良.同时,算法保持了低平均时延、高数据包到达率、低控制开销及低路由寻找次数等优势.     

一种基于虚拟IP的PLCSN组网路由算法

针对传统基于逻辑拓扑的低压电力载波网络不可靠不稳定的问题,提出了一种基于虚拟IP的组网路由算法。该算法按深度优先遍历策略搜索全网,结合可变功率方法探测未知节点,根据节点间的信号衰减得出基于物理拓扑的网络平等簇结构,采用反映拓扑结构的虚拟IP进行网络编址,从而实现节点定位及高效路由。     

一种Ad hoc网络中动态自适应的路由更新算法

目前Ad hoc网络中基于簇的路由算法都采用了混合路由策略,其路由信息的更新范围局限在局部网络中（或簇内）.提出了一种改进的路由更新算法-基于分簇机制的动态自适应路由更新算法.该算法使用簇头节点来进行簇内路由信息更新,使用簇头和网关节点来进行簇间路由信息更新,同时根据网络拓扑结构变化的快慢,动态地调整路由信息传播的范围.模拟结果显示该算法在使节点获得了较为准确的路由信息的前提下,有效地减少了路由信息更新所带来的控制开销.