无线传感器网络的能量均衡路由算法

针对大部分无线传感器网络路由协议只能实现局部能量均衡的问题,提出一种改进的能量均衡路由算法,把传感器网络构建成按最小跳数分层的网络,利用节点直接传输和逐跳转发相结合的混合传输策略,在多跳传输时,使用改进的基于多路径路由的最大能量路径算法。仿真结果表明,该算法能有效延长网络的生存时间。     

低冗余度WSN非均匀分簇算法应用研究

将传统非均匀分簇算法应用于低冗余度的无线传感器网络(WSN)中时,存在传感器节点早衰和簇间多跳通信传输能量开销不均衡的问题。为此,针对低冗余度WSN,提出基于粒子群和最短路由树的非均匀分簇路由算法。利用粒子群算法优化非均匀分簇过程,通过建立最短路由树搜索簇间多跳传输最优路径,实现数据从传感器节点到基站的高效传输。仿真结果表明,相比于EECS和EEUC算法,该算法可有效延长低冗余度WSN的网络生命时间,均衡簇间通信能量消耗。     

无线传感器网络中分布式多跳路由算法研究

在对无线传感器网络路由算法深入研究的基础上,设计出了一种完全分布式的、能量有效的无线传感器网络多跳路由算法,主要内容包括:(1)在成簇方面,给出了一种基于时间延迟机制的无线传感器网络成簇算法CHTD,解决了相同能量节点在产生簇头时的碰撞问题。并通过仿真验证了CHTD成簇算法比LEACH和目前已有的基于定时器的成簇算法TB-LEACH对网络性能有明显改善;(2)在簇头数据传输方面,给出CHTD-M簇间多跳路由算法。该算法将网络中均匀分布的簇头构造成一棵路由树,通过多跳传输的方式减少直接与基站通信的簇头节点数量。最后对整体算法进行仿真,实验结果表明,CHTD-M把节约网络能量和保持网络负载平衡很好的结合起来,显著地延长了网络的生命周期。     

分布式负载均衡的非均匀分簇算法

针对无线传感器网络生存期和能量有效性问题,提出了一种分布式负载均衡的非均匀分簇算法（DLUC）.算法采用分环模型和逐环数据传输的方式实现簇头间的多跳通信,通过在不同的环内设置不同的距离阈值,从而构建规模不等的簇,有效克服了网络中的＂能量热点＂问题.在多跳路由树形成阶段,综合考虑了中继簇头节点的能量与距离.仿真结果表明,与LEACH算法和EEUC算法相比,DLUC算法很大程度上均衡了网络节点的能量消耗,延长了网络生命周期.     

一种基于树均匀分簇的WSNs节能路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)典型分簇LEACH算法簇首分布不均和簇首与基站一跳通信能耗大的问题,提出一种基于树均匀分簇的节能路由协议(EUCR).基于节点接收信号强度与自身剩余能量的乘积及网络连通度选取簇首,计算簇首间的合理距离,使网络均匀分簇;基于跳数与簇首当前剩余能量构造簇间优化路由树.在OMNeT++中对EUC...     

能量高效的无线传感器网络分簇路由算法研究*

针对LEACH算法中簇首分布不均及簇首与基站一跳通信能耗大的问题,提出了一种基于能量高效的无线传感器网络分簇路由算法。首先,基于节点接收信号强度与自身剩余能量的乘积及网络连通度选取簇首,计算簇首间的合理距离,使网络均匀分簇;其次,基于跳数及簇首当前剩余能量构造簇间优化路由树;然后用OMNeT++对该算法进行仿真对比分析。仿真结果表明,与LEACH等分簇路由算法相比,采用该算法,簇首分布更均匀,提高了簇的负载平衡程度,使节点的能量更为高效,延长了网络的生命周期。     

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．     

分层混合路由协议的研究与仿真

基于分层路由协议LEACH算法提出了改进的分层混合路由算法HMP.从簇建立阶段到稳定的数据传输阶段,对分层混合路由协议进行研究.分层混合路由协议引用了迪杰斯特拉算法计算数据传输的优化路径,减少了簇首节点通信能耗;并考虑了优化路径上节点的剩余能量状况,建立了簇首多跳节能通信机制,防止了靠近汇[聚节点的最优路径上的簇首节点因为能量的过渡消耗而过早死亡.最后采用仿真工具NS2对HMP算法和LEACH算法进行了仿真比较分析,验证了HMP算法更能够均衡网络能量消耗,提高能量的有效性,从而延长网络生命周期.     

无线传感器网络中一种基于移动Sink的数据收集算法

针对移动无线传感器网络设计一种不依赖于节点地理位置的基于移动汇聚节点(Sink)的数据收集算法(Mobile Sink-based Data Gathering,MSDG)。该算法解决了无线传感器网络中多跳路由通信时出现能量空洞的"热点"问题。Sink沿途以最近的固定节点作为根节点动态构建路由树。簇内移动节点感知的数据经簇头进行数据融合计算,然后将融合后的数据沿路由树反向逐跳转发给Sink。仿真结果表明,MSDG在节点的平均能耗和网络生存时间等方面的性能远超过LEACH、ACE-L等数据收集协议。     

基于移动Sink节点剩余能量树路由算法

在深入研究了异步可延伸能效(SEAD)算法和MintRoute算法的基础上,提出了剩余能量树路由算法,该算法将网络中的节点分成能量相近的区域,再利用SEAD算法的思想,在每个能量相近的区域中构建以采样节点为根,传递节点作为枝叶的树状网络结构模型,将树最末端的节点作为代理节点,Sink节点移动时,只需要保持同代理节点的通信,便可以保证Sink节点同整个网络连通。运用该路由算法可以很好地解决无线传感器网络中的因某个节点过早死亡而导致网络路由"瓶颈"问题和节点间的信息泛洪问题。采用剩余能量树路由算法,可以使网络能量得到更均衡合理充分的利用,仿真实验结果表明,该算法可以很好地延长网络寿命。     

基于最小生成树的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中利用分簇技术,簇首到Sink节点通信采用多跳路由方式容易引起"能量空洞"的问题,提出了基于最小生成树的非均匀分簇路由协议.该协议在簇首选举阶段,以节点剩余能量、节点度、节点能量消耗速度为权重计算簇首竞争等待时间,选用簇首竞争等待时间小的节点为簇首,以均衡能量;簇形成后,以剩余能量、簇间的距离和能量消耗为参数构建基于最小生成树的最优传输路径通过多跳方式将数据发送到Sink节点.仿真结果表明,该路由协议能有效均衡能耗,延长网络生命周期,延缓"能量空洞"的形成.     

一种能量高效的分布式非均匀分簇路由算法

针对分布式分簇路由多跳通信方式中出现的“热区”问题,在现有的分布式分簇路由协议的基础上改进,并提出了能量均衡前行路由算法（EBFA）。该算法采用非均匀分簇和簇间多跳转发策略,在多跳转发阶段,引入社会福利函数预先评估数据转发路径上节点间的能量均衡程度,选择能量均衡程度较好的作为转发节点。仿真结果表明：相比于LEACH和EEUC,此算法最大程度上延长了网络的生存周期,较好地均衡了节点间的能量,解决了多跳路由中热区的问题。     

改进的异构无线传感器网络路由算法

稳定选举协议因没考虑节点的剩余能量,造成一些低能量节点当选为簇头而过早死亡,而且选出的簇头将数据直接发送给基站,导致部分距离基站较远的节点能量消耗过大而死亡。针对这两个问题,提出了一种适应于异构环境的改进的无线传感器网络路由算法。该算法在簇头选取过程中,加入节点的剩余能量和邻居节点数,使得具有较高的剩余能量且分布在密集区域中的节点当选为簇头的概率增大,并参考图论中的Dijkstra算法,实现簇头到基站低代价传输的多跳通信。仿真结果表明,与传统的稳定选举协议及其改进算法对比,该算法降低了网络的能量消耗,明显地延长了网络的稳定期和生命周期。     

一种基于分层无线传感器网络的路由算法

在多跳无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外部的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致“能量空洞”的出现.采用分层的网络结构能够有效延迟能量空洞的出现.在分析现有路由算法 的基础上,结合分层的思想,对现有算法的路由算法进行了改进,提出了分层网络中各层环内最佳簇头和成簇概率的计算方法.在路由发现阶段引入了簇头路由指标,用于控制路由簇头接纳的路由数量,从而平衡了环内各个路由簇头的能量消耗.仿真实验结果表明,新的路由算法在网络生存时间、能耗均匀程度方面均优于现有算法.     

有效能量空洞避免的无线传感器网络混合多跳路由算法

针对在无线传感器网络(WSN)的分簇路由算法中,节点之间能量消耗不均衡容易引发"能量空洞"现象的问题,在研究平面和层次路由协议的基础上,提出了一种有效能量空洞避免的混合多跳路由算法。首先,引入热点区域划分的概念对监测区域进行划分;然后,在分簇阶段,对热点区域外的节点采用非均匀分簇结构,融合簇内数据以减少流入热点区域的数据量;其次,对热点区域内的节点不采取分簇以降低区域内节点的分簇能耗;最后,在簇间通信阶段,通过粒子群优化(PSO)算法寻找同时满足相邻两跳间最大通信距离的最小化和最大通信跳数的最小化的最优传输路径,实现整个网络的能量消耗最低。理论分析和实验结果均表明,所提算法在能量有效性和能耗均衡分配方面都要优于基于增强学习的生命期优化路由协议(RLLO)和基于模糊理论的多层分簇式路由协议(MLFC),网络生存周期分别提高了20.1%和40.5%,可以有效避免"能量空洞"。     

基于新型聚类的无线传感器网络非均匀分层路由协议

针对成簇路由协议中由节点负载不均引起的能量空洞问题,提出了一种基于新型聚类的负载均衡非均匀分层路由协议(NHRPNC)。首先,利用改进的LEACH协议阈值函数选举区头,并对网络进行合理的非均匀分区;其次,对每个区头运用新型聚类算法实现区内非均匀分簇;然后,在每个簇内采用四步簇首选择机制来周期性地选择簇首;最后,在簇间多跳通信时,采用动态权重的方式优化多跳路径。仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议、分布式能量均衡非均匀成簇(DEBUC)协议以及基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇(UCDP)协议相比,NHRPNC在网络生命周期方面可分别提高257.5,33.74和12.83个百分点,且具有良好的能耗均衡性。     

基于QEA优化的WSNs簇间路由策略

无线传感器网络(WSNs)路由协议中采用多跳通信方式在一定程度上解决了单跳方式下簇头节点过早失能的问题,增强了网络通信的稳定性,提高网络能量的利用效率。但多跳方式使距离基站较近的簇头节点由于承担了大量数据转发任务,从而造成其过早死亡,出现网络空洞,缩短了生存周期。针对以上问题,提出基于量子进化算法(QEA)优化的分簇路由策略,通过QEA的多样性、快速收敛性、全局搜索能力强等特点,进行簇间路由的优化,从而有效均衡了簇头节点间的能耗。仿真结果表明:与经典LEACH协议和EEUC协议相比,基于QEA优化的簇间路由策略可以有效均衡簇头节点间能耗,延长网络生存周期。     

基于节点密度的无线传感器网络成簇算法

降低传感器节点的能量损耗,延长网络生命周期,一直是无线传感器网络路由协议研究的重点。根据LEACH算法的特点以及网络节点可能出现簇头分布不均匀的状况,提出一种基于节点相对密度选取簇头的成簇算法LEACH-D。在该算法中簇头的选择考虑了节点分布密度,同时在数据传输中采用建立簇树路由的机制来完成多跳通信。并且通过MATLAB的仿真证明了改进算法在能量损耗和延长生命周期方面比原有算法有了比较大的提高。