基于剩余能量的无线传感网路由算法设计

小规模、分布集中的WSNs(Wireless Sensor Networks,无线传感器网络)适宜采用平面路由协议,但在平面路由协议中,传统的洪泛路由算法以广播的方式在整个网络中传输查询请求和查询结果数据帧,消耗了较多的传感器节点能量,导致节点过早失效.论文对传统的洪泛路由算法进行改进,提出并实现了一种节能路由算法BRE-Flooding(Based on the Remaining Energy Flooding,基于剩余能量的洪泛算法).在算法中,节点依据剩余能量决定是否接收和转发数据帧;节点维护由剩余能量、距离网络中聚合节点(Aggregation Node)的跳数等信息组成的邻居路由信息表,并依据数据帧中表示该查询请求关键程度的属性,结合邻居路由信息表动态确定向哪几个(或全部)邻居节点转发数据帧.经实验仿真,表明所提算法在节省节点能量消耗及网络负载均衡方面具有较好的表现.     

无线传感器网络多路径聚集的改进

针对无线传感器网络数据聚集查询的需求,提出了一种针对无线传感器网络网内聚集的多路径路由算法EOD。EOD算法综合考虑了节点剩余能量、偏移角度、节点间距离三个因素对无线传感器网络数据传输过程的能耗、时延的影响,在多路径结构的基础上,对传感器节点的所有的邻居节点进行综合评估,选择转发成本最小的几个邻居节点作为转发节点,从而在确保可靠性和性能的前提下最小化WSN能量消耗。仿真实验表明,适当地调整各影响因素的权值,EOD算法可以有效地延长网络生存期,减少数据包在网络中的时延,使整个传感器网络的节点剩余能量趋于均衡。     

基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法

针对基于压力的水下无线传感器网络路由协议数据包传输路径距离过长、能量消耗不均衡等问题,提出一种基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法。采用一种效用函数策略即加入剩余能量、节点间的跳数和链路质量3种因子解决能量消耗不均衡的问题,引入最小跳数算法获取节点到sink节点的跳数值,在数据包转发阶段综合比较路由效益选择最佳转发节点。仿真结果表明,改进后算法相比REPBR、EEDBR、DBR有较小的网络时延,提升了数据包的转发效率,提高了网络性能。     

水下传感网络能量均衡与时延优化深度路由协议

水下传感器节点的精准位置信息很难获取,因此基于地理位置的水下传感器网络路由协议在水下三维空间中很难广泛应用,基于深度信息的路由协议DBR(Depth-Based Routing)只需要掌握节点深度信息就可以实现有效的数据转发,克服了需要精确地理位置的约束,但是传统 DBR协议采用了洪泛传播机制,增加了水下传感器网络的冗余数据包,导致能量消耗过多且分布不均衡,从节点能量耗费均衡和数据包传输时延优化的角度,提出了基于水下传感器节点能量均衡与延时优化的DBR优化改进策略,根据传感器邻居节点的深度值以及剩余能量水平决定各个邻居节点的转发概率。仿真结果验证了改进后的深度路由协议在数据传输成功率和能耗均衡性能等方面均优于传统的DBR协议。     

DDRLD：支持局部扩散的定向扩散算法*

在定向扩散协议中,中间节点以泛洪的机制向网络中的所有邻居节点转发接收到的兴趣报文,导致网络能源的浪费。为此,提出一种支持局部扩散的定向扩散算法DDRLD。它通过设置梯度扩散深度阈值,缩小了兴趣报文扩散的范围,降低了网络中传输的数据量;通过设置节点剩余能量门限值,增加了每个节点被选取为转发节点的概率,延长了节点的平均工作时间,改善了网络负载平衡。仿真结果表明DDRLD大大缩短了数据报文端到端的平均延迟,降低了网络功耗,增加了网络生存时间。     

自组网中一种基于能量均衡的选择性洪泛路由算法

自组网中常用的洪泛路由协议采用全网节点转发方式,可能导致广播风暴,另一方面,无能量控制的广播会使某些剩余能量较少的节点快速失效。提出一种基于能量均衡的选择性洪泛路由算法EBSBA(Energy-Balance for Selective Broadcast Algorithm),根据邻居节点剩余能量多少动态调整传输范围,选择具有额外覆盖周长的邻居节点进行转发。仿真结果表明EBSBA算法可以有效地降低转发节点数,同时均衡节点的能量消耗。     

扩散受限的多层次能量路由

对无线传感器网络路由协议进行了深入的研究,以定向扩散路由为研究对象,提出一种扩散受限的多层次能量路由算法(RDMER);在路由的建立阶段应用分簇的思想把兴趣和探测数据的扩散限制在簇头和临界点之间;梯度的建立过程中充分考虑节点的发送消耗和剩余能量,建立了基于能量的优先级路由.经OMNeT++仿真表明:该算法较定向扩散有效降低了平均能量消耗,显著延长了网络的存活时间.     

一个适于结构健康监测的WSN能量高效动态路由协议一个适于结构健康监测的WSN能量高效动态路由协议

针对结构健康监测无线传感器网络应用中,网络生命期不足的问题,提出一种低占空比网络下能量高效动态路由协议EEDRP(Energy Efficient Dynamic Routing Protocol),该协议利用邻居节点剩余能量和链路质量动态确定转发集,通过基于转发集活动时隙预测的数据包重传机制,解决了因链路不可靠导致数据传输失败问题.最后,通过仿真对协议进行了验证,结果表明:该协议在保证数据收集低延迟和可靠性前提下,有效延长了网络生命期,满足结构健康监测应用要求.     

三维水声传感器网络中基于网络编码的地理位置路由协议

针对三维水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于网络编码的地理位置路由协议。该协议在路由过程中根据邻居节点的地理位置来选择路由候选节点,并采用网络编码的方式进行数据传输,确保数据包在链路丢包率较高的情况下也可以正确、高效地转发,并且有效降低网络中冗余数据包重传造成的能量消耗。仿真结果表明,基于网络编码的地理位置路由协议可以在提高数据包传送率的同时,有效降低网络能量消耗。     

基于查询的无线传感器网络多源单汇路由算法

针对定向扩散巨大的能量开销以及在路径加强时存在的链路冗余等问题,提出了一种基于查询的无线传感器网络多源单汇路由算法。该算法通过网络分簇来减少平面泛洪所带来的能量消耗,根据邻居节点的优先级来选择下一跳节点,建立多条源节点到Sink节点的路径,并在路径交叉处进行数据融合。仿真结果表明,该算法在节点能耗均衡性、能量有效性、数据包的传输量等方面具有明显的优势,有效地延长了网络生命周期。     

基于网络编码的异构无线传感器网络数据广播协议

本文提出一种适应异构无线传感器网络的能量感知的网络编码数据广播协议(ENCBP)。传感器节点根据邻居能量信息列表实时地计算节点剩余能量的线性映射值。在此基础上,采用能量感知的网络编码转发概率机制,使具有较高剩余能量的节点比低能量节点拥有更高的数据转发优先级,以实现能量均衡的数据传输。另外,采用伪广播机制对协议进行优化,以提高数据包投递率。仿真结果表明,ENCBP不仅可以有效实现网络的能耗均衡,以延长网络的生命周期,还能在一定程度上降低数据包传输时延,从而提高数据通信性能。     

基于蚁群优化的AdHoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议

本文提出了基于蚁群优化(ACO)算法的Ad Hoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议(ABEAR)。协议按需发送人工蚂蚁进行路由发现,综合节点残留的信息素浓度、下一跳节点剩余能量、节点周围链路质量和拥塞情况选择下一跳节点来转发数据包,尽量避开信道使用频率较高的路径,减少了因信道冲突、数据包丢失和数据包重传所造成的能量损失,还缩短了网络传输时延,提高了网络吞吐量。协议还采用跨层机制根据MAC层通信活动情况,在保证网络连通性的前提下使部分空闲节点转入睡眠状态来节省能量消耗。仿真表明,与AODV协议相比,ABEAR协议在网络生存时间、数据包交付率和端到端平均时延方面均有较大改善。     

基于剩余能量预测的WSN模糊分簇算法

为了进一步降低无线传感器网络的能量消耗,延长网络寿命,提出一种基于剩余能量预测的无线传感器网络模糊分簇算法。新算法根据节点到基站的距离和邻居节点的数目,对候选节点转发数据的能耗进行预估,得到节点的预测剩余能量。然后采用模糊算法在综合考虑候选节点的原始能量和预测剩余能量的基础上计算竞争半径,选出多个簇首,构建大小不均的簇。仿真实验表明,与其他路由算法相比,该算法可以更好地优化簇的结构,均衡网络能耗,延长网络的生命周期。     

基于模糊逻辑的多跳WSNs分簇算法

针对无线传感器网络节点能量消耗不均衡和网络寿命过短的问题,提出一种基于模糊逻辑的多跳WSNs分簇算法(FLCMN).该算法综合考虑节点剩余能量、节点邻居个数、邻居节点的平均剩余能量.根据预先设定模糊规则库,利用模糊系统评估出当选簇头的满意度.额外考虑邻居节点平均剩余能量,改善了簇内热点问题,均衡了簇内能量的消耗;同时,为了改善簇间热点问题,提出一种基于斐波那契序列的多跳传输方式,延长了网络的生存时间.通过仿真验证,FLCAMN算法在网络生存时间和能量消耗方面的性能都优于LEACH、EAMMH和DFLC算法.     

基于梯度和能量捕获的无线传感网路由协议研究

为解决无线传感网分簇协议中出现的节点能量消耗不均衡的问题,提出一种新的基于梯度和能量捕获的分布式无线传感网路由协议EGRP。该协议引入了距离梯度和能量捕获技术,在成簇阶段,以节点自身剩余能量、邻居节点平均剩余能量、节点距离梯度为参数构建成簇策略;在转发阶段,以簇头剩余能量和簇头梯度为参数构建簇间转发策略。理论推导与仿真实验结果均表明,EGRP协议的优化效果达到了预期,使单个节点的能耗下降10.9%,不同节点间的能耗更加均衡,从而延长了网络的生命周期。     

无线传感器网络多径路由算法

路由协议是无线传感器网络研究的热点,针对传感器节点能量有限的特点,为了均衡网络负载、延长网络生存期,该文提出一种基于能量－跳数权重值的多径路由算法(EHM),其核心思想是各节点维护到其邻居节点的多条路径,并根据邻居节点的跳数和剩余能量信息进行路由选择。利用OPNET仿真工具对算法进行仿真,结果表明EHM算法可以有效地均衡网络节点的能量消耗,在节点剩余能量上有50%左右的性能提升。     

基于蚁群算法的无线自组网络能量控制路由研究

在深入分析现有路由协议的基础上,提出了一种基于蚁群算法的能量控制路由模型。首先分析网络特性,建立节点移动和能量消耗数学模型;然后,建立基于蚁群算法的能量控制路由模型,通过计算节点剩余能量和节点度等确定数据传输过程中节点被选择的概率;最后选择高概率节点作为中间节点进行数据转发。仿真结果显示:相比典型的DSR路由协议,该算法可以为网络提供能量保障,延长网络生存时间,弥补已有算法的不足。     

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。     

无线传感器网络路由协议分析与改进

定向扩散(directed diffusion,DD)协议的兴趣扩散和发送探测分组数据阶段,采用的洪泛方式能量开销较大.先对定向扩散协议进行研究分析,提出利用节点的区域信息控制兴趣数据包的转发和通过最佳跳数值控制探测数据的扩散范围.最后通过仿真验证改进的定向扩散协议具有更好的节能性和适应性.     

改进的异构无线传感器网络路由能量算法

阈值稳定选举协议（Threshold-Stable Election Protocol,TSEP）没有考虑节点的剩余能量和节点到基站的距离,导致部分低能量节点当选簇头而过早死亡。而且簇头将数据直接发送给基站,也导致节点能量耗尽而过早死亡。针对以上问题,提出了一种改进的异构无线传感器网络节能路由算法。新算法通过考虑节点到基站的距离、节点的邻居节点数、节点的剩余能量以及节点与邻居节点的平均距离来改进阈值公式,通过改进的蚁群算法对双层簇头模型的数据转发路径进行优化。仿真结果表明,该算法延长了网络的生命周期,提高了整个网络的稳定性。