基于能量度量的无线传感器网络跨层协议的研究

无线传感器网络(WSN)是近年发展起来的一项新技术,但由于它是电池供能,节能成为无线传感器网络的重要研究课题之一。文章在阐述传统的分层协议栈弊端的基础上,提出了一种融合MAC层和路由层的跨层协议设计方案。仿真结果表明,文章所提出的算法能显著减少网络能耗,提高能源有效性。     

无线传感器网络跨层参数模型设计

通过对现有多种无线传感器网络（WSNs）跨层协议的分析和研究,提出一种新型的跨层参数参考模型。该模型给出WSNs中网络层、数据链路层以及物理层等各层次之间相互影响的参数。在此基础上,分析该模型中网络各层次参数之间对网络性能的影响。最后通过对多个参数进行仿真实验,得出各参数对网络性能的影响情况,并作出理论分析,从而验证该模型的有效性。     

一种基于无线传感器网络数据链路层的能量模型

提出一种无线传感器网络数据链路层能量模型,综合考虑网络层、物理层及传输信道的影响,分析模型主要参数,提出能耗优化的方法.用NS2仿真结果证明了该模型的有效性,并在仿真的基础上推导出能耗经验计算公式.     

一种适用于无线传感器网络的跨层高效MAC协议

为了延长网络的寿命,实现能量的高效利用是无线传感器网络应用的主要目标,MAC协议的能效性直接关系到网络的能耗,但采用分层方法的MAC协议无法实现最优的节能效果.本文基于跨层的方法提出了一种能量高效MAC(cross layer energy efficient MAC,CLEE-MAC)协议.该协议在自适应S-MAC(adaptive sensor MAC,AS-MAC)协议基础上,通过利用路由层的路由表信息,改变AS-MAC协议的控制帧格式,有效解决了AS-MAC协议中因"强迫唤醒"造成的能量浪费问题,延长了网络的寿命.理论分析和仿真验证均表明,随着节点密度的增加,CLEE-MAC协议的节能增益随网络密度线性增大.     

无线传感器网络跨层自适应周期分簇路由模型

分析了无线传感器网络传输信息位置相关性特点以及节点能耗模型,运用基于能量指标和距离指标的簇首选举方法,建立了一种基于节点剩余能量和传输距离的跨层自适应周期簇间路由性能模型。该模型均衡网络节点能耗和负载。簇间通信根据其下一跳簇节点的能量、能耗因子、RSSI以及能耗指数等进行选择。仿真结果表明,与已有的跨层设计和分簇协议相比,该模型有效地延长了网络寿命,提高了网络的吞吐量。该模型能效高,控制开销较低,能量负载均衡。     

实时无线传感器网络的跨层优化设计

首先概述了当前传感器网络的特点和发展现状,然后提出一种实时无线传感器网络的跨层设计方案,并详细阐述了该体系结构中各层的主要功能,最后总结了该优化设计。     

无线传感器网络中的跨层安全设计

无线传感器网络(WSNs)发展迅速,可广泛应用于军事、工业及科学等领域。传感器网络在无线信道中工作,其节点有限的能源、计算能力、存储能力使得其面临着严重的安全问题。已提出的许多安全方法都基于分层设计的概念。分析了分层安全设计的局限性,回顾了现存的W SNs的安全设计方案,提出了一些新的跨层解决办法,并指出了传感器网络中跨层安全的研究方向。     

基于UWB的无线传感器网络跨层优化模型研究

跨层设计是提高无线传感器网络整体性能的一种有效方法。在综合考虑MAC层调度、物理层功率控制、网络层路由三方面因素的基础上,结合超宽带技术大带宽、低信号功率的特点,以实现网络最大数据传输速率为目标,构建了基于超宽带技术的无线传感器网络跨层优化模型。仿真实验表明：模型最优解可有效提高网络数据传输速率;物理层功率控制对优化结果有着至关重要的影响。这证明以构建、求解优化模型的方式解决跨层设计问题是切实可行的,同时也为解决大规模超宽带传感器网络数据传输问题提供了一条新的解决思路。     

一种基于无线传感器网络的跨层功率控制策略

为了解决无线传感器网络中节点能源的有限性问题,提出～种跨层的功率控制策略,对基于网络层和基于MAC层的单层功率控制协议进行改进融合。经过仿真实验证明,此方法极大的提高了无线传感器网络的整体性能,有效延长了网络寿命。     

一种无线传感器网络能量模型的评估及改进

无线传感器网络节点能量受限,部署环境复杂.如何提高网络工作时的能效一直是研究无线传感器网络的热点,而能量模型的建立与优化是进行能效分析的基础.就网络通信中,点到点的单跳传输网络模型进行了总结分析,讨论了其中的两种主要传输模式及可靠传输的能量模型,在原有可靠传输能量模型的基础上,采用基于传输失败概率的新模型参数对原有模型进行了重新设计,同时增加了非可靠传输能量模型,并对所提出的新模型做了仿真实验及评估比较.仿真结果显示新模型能很好反映网络的能耗特性,而非可靠传输模型比可靠传输模型有更低的能耗.     

WSN中能耗均衡的非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络中能耗不均衡、生命周期短的问题,提出WSN中能耗均衡的非均匀分簇路由算法。通过改进的K均值算法进行非均匀分簇,引入双簇首减轻簇首通信压力;利用基尼系数衡量簇内节点的能耗均衡性,以动态权值调整影响副簇首竞选的因素;簇间采用单跳和多跳相结合的传输方式,将剩余能量、传输距离、转发次数和节点数作为中继节点选择的依据,均衡簇间传输能耗。仿真结果表明,相比LEACH和EBRAA算法,提出算法能有效均衡节点能耗,延长生命周期和提高吞吐量。     

可分负载WSN的能耗最小负载调度研究

减少无线传感器网络的能耗、延长网络生存周期已成为研究的热点之一。针对星型可分负载无线传感器网络的能耗最小问题,以典型可分负载调度为基础,提出了朴素的顺序调度算法(SSSA)及能耗与时间权衡调度算法(ETTS)。从理论与仿真角度分别证明了SSSA算法是在最短时间要求下的能耗最小负载调度算法,并通过仿真实验验证了两种算法对减少网络能耗、延长网络生存周期的有效性。实验表明:当网络拓扑对存活节点个数依赖较高时,应采用SSSA调度算法;当网络关心初始几轮负载处理能耗时,应采用ETTS算法。此外,随给定时间的增加,ETTS算法的能耗进一步减少。     

无线传感器网络中基于定向扩散协议的跨层拥塞控制方法

针对无线传感器网络的拥塞特征,利用跨层设计的思想提出了一种基于定向扩散路由协议的跨层拥塞控制方法。该方法包括局部拥塞控制和全局拥塞控制两部分,在本地节点和Sink节点上进行了基于ACK的拥塞反馈和跨层速率调节。仿真实验表明,该算法不仅能有效地缓解拥塞,降低能耗,而且能保证数据包的完整性,与CODA机制相比能量节省了32.56%,逼真度提高了6%。     

具备网络编码感知的能耗友好WSN路由策略

为均衡及降低无线传感器网络(WSN)的路由能耗并最终延长网络的寿命,提出一种具备网络编码感知且能耗敏感的WSN路由策略。该策略通过对WSN环境中存在的网络寿命限制、数据流限制、广播流量限制3个重要因素的分析,对能耗最优路由进行建模,最后归结为对最优化问题的求解获得最佳路径。仿真实验表明该路由策略能够较好地均衡节点的能耗,从整体上显著延长WSN的生存期。     

无线传感器网络能耗均衡路由技术研究

无线传感器网络的路由技术提供了从源节点到目的节点的优化路径,因关系到网络的能耗和生命周期而成为当今的技术研究热点。文章介绍了无线传感器网络特点及其经典的路由协议,简要分析了这些路由技术的特点,并针对这些技术存在的不足提出了一种新的兼顾无线传感器网络局部和全局的分类多路径能耗均衡路由方法,阐述了该方法的设计思路。     

无线传感器网络中能耗问题的探讨

无线传感器网络中传感节点能量消耗不均衡将导致整个网络过早地失效。文章在LEACH层次路由算法的基础上,提出了自动退避的簇头竞争选择机制、设定阀值的数据融合和基于能量感知的多路径策略,并在网络均衡、能量消耗方面做了优化,极大地提高了传感节点的服务寿命,延长了整个网络的生存周期。     

基于SMAC协议的无线传感网跨层性能研究

研究了分布式无线传感网SMAC协议在不同拓扑、消息到达间隔以及传输占空比下在实际路由协议中的综合性能，以及SMAC与不同路由协议配合时网络的性能．分析了支持睡眠的MAC协议对路由协议的影响，为进一步进行跨层设计提供依据．     

WSN中兼顾安全和剩余能量的簇头选择算法

通过对无线传感器网络的信任模型和节点的能量消耗的研究,针对能量受限的无线传感器网络容易受到攻击的问题,提出了一种基于信任机制的分布式簇头选举优化算法。簇头的选举综合考虑了节点的信任度和节点的剩余能量两种因素。实验证明,该算法提高了网络安全性,延长了网络生存周期。并且信任模型中的校正机制体现了模型的健壮性。