基于E-CARGO的WSN成簇机制研究

在无线传感器网络中,节点的电量十分有限,降低节点的能耗、延长网络寿命是路由协议设计的重点.针对经典分簇路由协议LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)中簇头选取不合理以及节点能耗不均衡的问题,将传感器节点的剩余能量、分布位置等定义为约束,采用带约束的角色协同模型E-CARGO为分簇型无线传感器网络系统建模,在机制上实现对LEACH协议的改进.在传感器节点角色指派过程中,综合考虑节点的约束并结合LEACH算法为传感器节点进行角色指派.理论分析和仿真实验结果表明,改进后协议在可扩展性、灵活性、均衡节点能耗以及网络生命周期方面优于LEACH协议.     

基于能量受限的无线传感器网络路由设计

由于传感器节点能量的有限性,如何延长网络的生命周期是无线传感器网络(WSN)路由设计的主要目标.为解决LEACH协议存在簇头分配不均匀和能量消耗较大等问题,研究一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由设计方法.主要采用节点能量来选举簇头,采用蚁群算法优化簇间路由以实现簇间通信.仿真结果表明这种方法优于LEACH算法,在降低能量消耗与延长网络生存周期等方面具有更好的性能.     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

无标度的WSNs路由算法研究

针对无标度的拓扑特性,提出一种基于无标度的无线传感器网络路由算法。该路由算法从平均度分布和节点吸附性的角度出发,采用多路径的设计原则,建立一种无标度网络模型,利用该模型建立无线传感器网络拓扑,同时节点具有信息融合能力,提高数据的冗余可靠性,降低网络吞吐量,使网络能量均衡,延长网络生命周期。仿真结果表明,该路由算法与针对无线传感器网络的一些路由算法Flooding、LEACH和NBEERP相比,在节点度分布、可靠性和总体性能评价方面效果显著。     

基于声誉机制的WSN安全路由协议的研究

针对SPIN协议的不安全性, 采用声誉机制, 提出了一种安全的无线传感器网络路由协议R-SPIN.该协议是对洪泛转发的改进, 通过在网络中为节点增加信誉值参数, 使得节点在选择下一跳节点的时候不仅要考虑节点的剩余能量, 还要考虑节点信誉值, 降低了攻击节点被选为下一跳节点的可能.对其性能进行分析和仿真, 仿真结果表明, 与SPIN协议相比, R-SPIN显著地延长了网络的生命周期, 提高了包传输率, 降低了包丢失率, 提高了网络的安全性.     

基于节点向心性路由协议簇首的选举协议

针对无线传感器网络没有考虑簇头选择过程中节点的向心性和节点的能量损耗不均匀等问题,设计一种基于节点向心性路由协议簇首的选举协议,解决LEACH路由协议簇首选取方法的不足.通过计算节点的向心性和能量剩余以及节点温度的综合值,并将其作为簇头选择的条件,以此来降低节点的能量消耗,提高网络数据的可靠性.仿真结果表明:该算法可以提高节点能量的利用以及数据传输的真实性,延长网络的生命周期.     

Ad hoc网络中VBDAR分布式路由协议的研究

提出了一种用于大规模Ad hoc(自组织网)网络的虚拟骨干网分布式路由协议(VBDAR),该协议首先分布式构建Ad hoc虚拟骨干网,然后在骨干节点上运行传统的Ad hoc路由协议.协议通过减少网络中参与路由计算的节点数显著降低了冗余路由信息的传播.仿真结果表明,该协议能减少Ad hoc网络中的路由跳数,并能有效地提高网络业务的性能.     

基于距离门限的水声网络自适应路由协议

针对水声传感器网络长时延和高能耗的问题,提出了基于距离门限的自适应路由协议ARBDT（AdaptiveRouting Protocol Based on Distance Threshold）。该协议采用单路径逐跳信息传输方式,节省了路由开销;同时根据网络密集程度自适应地调整距离门限,抑制了冗余节点的回应,降低了控制包冲突的概率,使发送节点能快速获取转发节点。仿真结果表明,与SBR（Sector-Based Routing）协议相比,ARBDT协议能缩短时延,降低网络能耗,从而获得更好的性能。     

无线传感器网络中基于机会策略的蚁群路由协议

针对无线传感器网络节点能量受限的局限性,以设计高能效路由协议为目标,提出了一种基于机会策略的蚁群分簇路由协议.在分簇算法中引入能量估计的概念,优化网络分簇;融合能量等级及路由跳数,改进蚁群多跳路由的信息素更新规则,设计机会路由策略,降低额外网络控制开销.仿真实验结果表明,基于机会策略的蚁群路由协议能够提高网络使用效率,...     

分簇无线传感器网络安全多路径路由协议

针对多路径路由难以有效抵御恶意节点对无线传感器网络网络层的安全攻击,将多路径路由与节点可信度评价进行有效结合,以节点的转发数据包成功率和包重传率作为直接信任指标,邻居节点对评价节点的信任作为间接信任指标,提出一种基于可信节点的安全多路径路由协议.为降低网络开销,只对簇头节点进行可信度评价,并利用节点信任值衡量下一跳节点的可靠性,计算能达到期望安全性要求的多路径数目,进行信任多路径路由的建立.仿真结果表明:该协议能够有效地均衡路由能耗,延长网络生存周期,保障无线传感器网络的路由安全.     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

基于卡尔曼滤波理论的传感器路由协议

容延迟移动传感器网络针对实际无线网路拓扑动态变化导致的间歇性连接,使用分布式节点存储转发的机制保证了端到端信息传输的可靠性.提出了一种基于卡尔曼滤波器预测理论的容延迟移动传感器网络路由协议.采用本地预测的方法估计节点的信息携带能力 ,选择最佳信息携带节点.进行了仿真模拟实现,结果表明,该协议具有较好的传输可靠性和传输延时,同时大大减少了网络开销,缓解了网络拥塞,在容延迟移动传感器网络中具有较佳的性能表现.     

基于蚁群算法的WSN路由协议研究

针对层次路由LEACH协议存在簇头分布不均,并且每次簇头轮换均在整个网络内进行,会造成耗能过多以及蚁群算法应用于LEACH协议建立簇间多跳路由仍存在能耗不均衡的问题,采用将网络节点进行区域划分,并将节点剩余能量作为参考因素,在区域内进行簇头节点的轮换选取的方法改进,并通过将节点能量引入到转移概率和信息素更新公式中,对蚁群路由算法进行改进,利用其建立从簇头节点到汇聚节点的多跳路由的最优路径.实验验证表明:与LEACH协议相比,改进协议整体上减少并均衡了能量的消耗,延长了无线传感器网络的生命周期.     

博弈论在无线传感器网络路由机制中的应用

为了解决节点间不协作的问题,将博弈论应用于无线传感器网络路由机制中,使网络的生命周期和网络运行效率得到较大的提高。分析了节点自私性的表现和对网络效率的影响,总结了博弈论在无线传感器网络路由机制中数据包转发和网络分簇路由协议的典型应用,分析了当前研究中存在的问题和发展方向。     

单跳-多跳路由协议设计

在分层网络结构和无尺度网络特性基础上,以构建能量有效的无线传感器网络为目标,提出了单跳一多跳相结合的路由协议.该协议依据无尺度"最大聚集程度"和"平均最短路径"特性,以有效降低传播代价.在簇内数据路由方式上,采用了单跳-多跳相结合的路由算法,以有效降低局部节点能量的快速失效.通过仿真实验,验证了协议和算法的有效性和可行性,通过与现有典型协议进行比较,该协议在系统功能、系统能耗、可靠性方面体现了一定的优势.同时,网络能量的有效均衡和网络生命周期的有效延长也得到了验证.该协议能够较好地满足资源受限的无线智能网络监测系统需求.     

基于通信节点的WSN自主聚类非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中如何有效地利用有限的节点能量来延长网络的生命周期这一问题,提出一种基于通信节点和多跳传输相结合的多因素自主聚类分簇路由协议.该协议通过结合节点的剩余能量、簇头与基站之间的距离以及邻居节点的数目等因素来优化路径节点的选择,改进了多跳传输的局部最优路径构造算法.仿真结果表明:与现有协议相比,该协议能够有效地节省传感器节点的能量,平衡网络能量分布,延长网络的使用寿命.     

基于距离向量的改进WSN路由算法

针对无线传感器网络多对一的路由特点和LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy, LEACH)协议簇建立阶段的信息交换特性,提出了一种基于距离矢量的改进路由算法。该算法不再从邻居节点开始初始化路由表,也不需要建立网络中任意两点之间的路由路径,在簇的建立阶段,通过簇首信息的广播,各簇首获得其他簇首的一些信息,这可以用来简化协议,从而降低了协议实现所需的能耗。在J-sim仿真平台上对算法进行了仿真研究。仿真结果表明本研究提出的改进路由算法能够显著延长网络的生命周期,并使死亡节点的分布更均匀;在考虑电路损耗、CUP损耗和状态转换等方面的能耗后,该算法仍具有改善无线传感器网络性能、延长网络生命周期的潜能。     

利用残余节点的无线传感器网络路由算法

为延长无线传感器的生命周期,基于传播范围的多跳路由算法,提出了再利用前次残余节点的新路由算法.仿真结果表明：新路由算法有效地延长了无线传感器网络的生命周期.     

一种新的Ad Hoc网络跨层能量均衡广播协议

文章针对盲目广播带来的广播风暴问题,提出了一种新的Ad Hoc网络跨层能量均衡广播协议CLEABP.CLEABP应用跨层设计的方法,在维持原有协议层间结构分离的基础上,允许路由层共享MAC层的网络状态信息,并根据重播增加通信面积和局部能量状况在路由层调节重播延迟时间,优化节点重播分组的优先权,从而减少了分组在网络中的重复传输,降低了节点间的竞争和碰撞,均衡了网络中节点的能量消耗.仿真结果表明:与在路由层应用BCAST协议、同时在MAC层应用IEEE802.11协议相比,CLEABP延长了网络生命周期、降低了平均端对端延迟和节点平均丢包数量.     

基于双簇头的无线传感器网络多跳路由协议

针对无线传感器网络分簇路由协议中簇头节点负载过重的问题,提出一种基于双簇头的多跳路由协议,该协议基于LEACH产生主簇头,然后根据节点的剩余能量及其与主簇头的距离产生副簇头,以负责数据转发的任务,减轻主簇头的负载,并在各副簇头之间形成簇间路由,将数据以多跳的方式传送到基站.仿真实验表明,与LEACH相比,该协议较好地均衡了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期.