一种能量有效及负载均衡的Ad hoc路由协议

移动Ad hoc网络是能量受限系统,节点由电池供电,因此减少移动节点电池能量消耗,延长网络总的生存时间,已经成为评价路由协议性能的重要指标,但IETF的MANET小组提出的几种经典的路由协议,是最小跳数路由,没有考虑能量因素.针对这个问题,提出了Ad hoc网络中基于AODV能量有效、负载均衡的按需路由算法.新协议根据节点的剩余能量和节点当时的负荷情况,决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多和负载较轻的节点能够更快地接入路由,使网络中的能量消耗更公平,负载更均衡,使数据流不在某些路段上过于集中.仿真结果表明改进的协议和原协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的性能.     

基于负载平衡的无线传感器网络路由算法

为了提高无线传感器网络的能量利用率和延长网络的生命周期,本文提出了基于负载平衡的无线传感器网络路由算法。首先,将网络划分成多个网格,根据网格内节点的负载情况定义网格的状态,结合网格的地理位置和网格负载状态选择路由网格;其次,根据节点剩余能量和负载大小在选择的网格内选取一个合适的节点开始数据的收发工作;最后,通过模拟实验将本文算法与GPSR算法和GEAR算法进行比较。仿真结果表明,该算法有效改善了网络的负载均衡,延长了网络的生存期,并提高了网络的吞吐量。     

基于能量均衡的n分多路径路由算法

对于Ad hoc网络,多路径路由协议能够均衡负载,延长整个网络的生存时间.提出一种基于能量均衡的n分多路径路由算法,通过引入路径延迟因子、节点能量因子、评价因子,综合路由跳数、节点的剩余能量、路径拥塞度等因素来选择有效的多条路径转发数据.仿真结果表明：本算法能使网络中各节点能量均衡消耗,最大化网络的生存时间.     

一种基于蚁群算法优化的WSN分簇路由算法

为了实现无线传感器网络对节点能量的高效利用,提出了一种蚁群优化的分簇路由算法CRAACA。该算法引入簇内平均剩余能量参数,对簇首选择阈值进行改进,以均衡簇内能耗;根据节点间的位置关系建立节点的可中继节点集,控制蚁群算法的搜索空间;蚁群在对可中继节点集进行路径搜索时考虑节点间的距离和节点的剩余能量,以生成节能和较好均衡网络能耗的多跳网络路由;对生成的多径路由依相应概率选择数据传输的路径,提高数据传输的可靠性。仿真结果表明,该算法在网络能量的利用效率、数据传送成功率,以及延长网络生存周期等方面具有较好的性能。     

改进无线传感器网络路由算法

无线传感器网络是由能量有限的节点组成,高效节能的路由算法是无线传感器网络的基础。针对低功耗自适应分簇（LEACH）路由算法在选择簇首节点及通信过程中能量消耗大的不足问题,提出了一种改进的LEACH路由算法。引入节点剩余能量因素参与簇首节点的选择,有效地降低剩余能量较小的节点成为簇首的可能性,节点之间的数据传输采用单跳和多跳相结合的通信方式,也降低了传感器网络能耗。     

油田监测系统的ZigBee路由算法节能优化

根据油田监测网络的部署特点,对ZigBee路由算法进行节能优化．给出了节能优化算法的实现方法,不但考虑路径的长度,还充分考虑节点剩余能量,减少网络瓶颈节点．采用NS-2软件进行仿真分析,仿真表明,优化算法可以延长网络生存期．     

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。     

WSN中一种新的基于蚁群优化的路由算法

针对无线传感器网络路由中网络节点能量和生存时间受限问题,提出了一种基于蚁群优化的WSN分簇路由算法.算法引入蚁群优化,对网络覆盖区域内的节点进行分簇处理,簇内利用蚁群优化算法进行最优路径搜索.仿真结果表明:该算法能有效平衡网络节点间能耗,延长网络生存期,蚁群增强了最优路径的可靠性,进一步降低了网络能耗.     

一种基于能量均衡的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络节点能量有限的特征,在研究现有算法的基础上提出了一种基于能量均衡的分簇路由算法CRAE。新算法在簇首选择时引入了节点剩余能量与邻节点平均能量参数,同时在通信中综合考虑了最小跳数与中转节点的能量问题。实验结果表明,该算法有效均衡了网络能耗,延长了网络生命周期。     

基于自适应剩余能量阈值的WSN蚁群路由算法

针对无线传感器网络中节点能量分布不均衡和路由算法陷入局部最优解等问题,提出一种基于自适应剩余能量阈值的WSN蚁群路由算法(ATRE-ARA),引入搜索角修正信息素启发函数,对搜索路径进行限制,降低节点能量开销;将节点剩余能量阈值自适应化,改进信息素增量公式,设置信息素浓度上限与下限,优化信息素更新策略,提高信息素增量的准确性,在平衡网络中节点剩余能量的同时提高全局寻优能力。仿真实验表明,ATRE-ARA算法在2种环境下节点平均能耗与ARA算法相比降低了15.12%和11.68%,最优路径长度与EEABR算法相比分别缩短了1.47%和1.59%,证明该算法可有效平衡全局网络能耗,提升算法搜索全局最优的能力,延长网络生命周期。     

Ad hoc节点阶跃式功率控制算法

针对当前Ad hoc节点功率控制单一、能量消耗过快的瓶颈,提出了Ad hoc节点阶跃式功率控制(steppower control of Ad hoe node,SPCA)算法.该算法将节点可辐射功率分为若干个阶段,节点工作时可以区分当前通信环境,并根据连通率的需求和通信环境状况采用阶跃式策略选择合理输出功率段,从而提高Ad hoc节点应对复杂网络环境的适应性.提高功率效能和节点电池使用时间.对所提出算法做了详细地理论分析,并给出模拟验证,实验结果表明,该算法能够更好地适应Ad hoc网络复杂环境,减少连通状态改变次数,提高Ad hoc网络生存周期.     

无线传感器网络权值分簇路由协议改进

无线传感器网络是一种无线自组织网络,它由大量能量有限的传感器节点组成。怎样节省能量,高效利用能量,能量负载平衡是延长无线传感器网络服务寿命的重要技术。该文首先分析了典型的无线传感器网络路由协议,随后提出在GSEN协议基础上,利用权值分簇算法改进簇首,从而得到一个全新的高效的分簇路由协议。用MATLAB对LEACH,GSEN,以及改进后的GSEN进行仿真,模拟仿真结果显示,该方案能更好地提高网络寿命。     

簇头多跳传输在无线传感器路由协议中的应用

无线传感器网络是一种无线自组织网络,由大量的能量有限的节点组成。由于无线传感器节点的电池不可更换,因此,减少能量的消耗、提高节点的存活率是无线传感器网络的关键问题之一。该文在全面分析原有的成簇路由协议的基础上,提出一种新的路由协议改进方案。在基于簇的低功耗自适应路由协议的基础上,簇头传输数据时利用多跳技术,让簇头的能量损耗平均分配,实现负载平衡。用MATLAB对两个协议进行仿真,模拟仿真的结果显示,该改进方案能更好地提高网络的寿命。     

路径重链接的GRASP最优化无线自组织网络能耗

针对无线自组织网络的能耗和容错问题,提出了一种基于路径重链接的贪婪随机自适应搜索程序(GRASP)启发式算法.首先,通过构建双连通图使得任意2个连通的节点之间至少有2条通信路径,从而提高容错能力;然后,在双连通网络的基础上,利用对功率的操作进行局部搜索,找出功率分配的最优值,从而达到优化整个网络能耗的目的.在随机生成的非对称测试问题上的仿真实验结果表明,相比MST-aug算法和贪婪算法,提出的算法在欧氏实例中的总能耗分别降低了37.85%、5.39%,在随机实例中的总能耗分别降低了74.63%、3.15%,且明显降低了边干扰和节点干扰,适用于故障容错需求较高的无线自组织网络环境.     

基于轮换簇头的多跳对等蓝牙Ad Hoc网络形成协议

蓝牙是一种新型无线通信技术,它在物理层上采用跳频方式,能够使便携设备组成短距离无线自组织网络.但是节点地位不对等性制约着蓝牙技术在Ad Hoc网络中的应用.在研究现有网络形成协议基础上,提出基于轮换簇头思想,利用蓝牙规范中角色转换协议,分时轮换簇头,使每个节点地位完全对等,以克服蓝牙Ad Hoc网络的不对等性。同时,控制节点度数,引入一跳网桥,有效减少了数据转发跳数.详细描述了拓扑构建,微微网形成,微微网互连以及对等网络形成的规则.使用该规则可以不需所有蓝牙节点处于相互传输距离内而形成连通的多跳对等网络.通过对200个节点的仿真,结果表明该协议能够快速形成连通网络,且数据转发次数较少.     

海上自组网中基于侦听的MAC协议退避算法

无人艇通常以编队协同的方式进行作业,并通过自组网进行数据交换.因海浪等因素影响,海上自组网的信道传输损耗通常处于动态变化中,现有MAC协议的退避算法在动态海上环境下无法区分分组碰撞和分组丢失,会出现可靠性和稳定性下降的问题.为此,本文提出一种基于信道监听的自适应最小竞争窗口退避算法,该算法通过感知邻近竞争节点数目来估计信道状态,降低信道冲突概率和重传次数,提升了网络整体的可靠性和稳定性.仿真结果表明,与经典BEB算法相比,改进算法的吞吐量和公平性分别最大提高28.67%和62.00%,端到端延时和丢包率分别最大降低2.84%和15.10%.     

无线传感器网络中一种改进的基于簇的路由方法

为在无线传感器网络中实现节能的路由转发,基于网络中节点能量有限和计算能力有限的特点,首先总结了目前已有的数据传输路由模式,在已有的基于簇的路由机制的基础上,在建立的簇中又进一步引入了"链"的概念.在簇建成后,将簇内的节点建成链,链首随机选择,每次由链首收集簇内数据后转发给簇头.这样每次向簇头传输数据的都是不同的节点,使得节点间的能耗更加均衡.仿真结果显示新模式有更好的节能效果,消除了节点的集中耗能,延长了网络的生存时间.研究表明,通过均衡节点能耗,可有效提高无线传感器网络性能.     

Ad Hoc网络中联合功率节省与功率控制的MAC协议

针对Ad Hoc网络中的能量效率与网络容量问题,提出了一种单信道环境下联合功率节省和功率控制的MAC协议PSPC．该协议在每个信标间隔周期内由交换控制信息窗口阶段和数据交换阶段组成．在交换控制信息窗口期间,节点通过交换控制信息来估计传输数据时实际使用的传输功率,与此同时,接收节点将自己在接收数据过程中可以容忍的最大噪声功率通知给可能造成冲突的相邻节点．在数据交换阶段,节点根据在控制信息窗口中获得的信息来决定实际的数据发送功率．对于不能传输或无数据传输的节点,则进入睡眠状态,直到本周期结束．仿真实验证明了提出的PSPC协议在节省能量的同时显著地提高了网络的吞吐量．     

延长无线传感器网络生存周期的跨层算法

为了延长无线传感器网络(WSNs)的生存周期,提出了联合优化物理层和网络层的跨层算法.首先通过物理层的功率控制方法,初步确定可能参与通信传输的传感器节点候选集;然后在节点候选集中,综合考虑传感器节点的接入概率、端到端通信链路的单跳成功传输概率和端到端通信链路的能量效率,以达到均衡性地进行网络层路由选择的目的,实现传感器网络的端到端通信传输过程.仿真结果表明,在保证能量效率的同时,该算法可以有效地延长无线传感器网络的生存周期.     

基于DSR路由协议的无线语音图像传输系统设计

为了实现包含语音、图像传输等应用在内的Ad Hoc自组网,提出了将一个无线网络划分为多个微Ad Hoc网的方案,其中,网内的通信方式采用DSR无线路由协议,网间的通信方式采用中继节点间的通信.该方案首先构建了一个基于ARM9平台的无线语音图像传输系统,然后软件设计了DSR无线路由协议,并实现了网内和网间通信的自动转换.应用实践表明,此方案实现的语音质量清晰,图像传输稳定.该系统属于便携式设备,可随时加入或退出网络,在其它有线或无线网络不能覆盖的区域具有广泛的工程应用价值.