无线传感器网络分簇算法研究

无线传感器网络是当前研究和应用的热点,拓扑控制是其研究的重要领域。在与其他传统无线网络拓扑控制机制比较的基础上,归纳了无线传感器网络分簇算法应具有的特性,并对近年来针对无线传感器网络提出的有代表性的分簇算法进行了研究,总结了各种分簇算法的特点和适合的应用场合,重点分析了它们的不足之处,最后指出了无线传感器网络分簇算法未来发展的趋势。     

无线传感器网络不等规模节能分簇路由算法

在分簇的无线传感器网络中,当簇头以多跳通信方式将数据传输至sink点时,越接近sink点的簇头过路数据负担越重,可能过早耗尽能量而导致传输失效,造成网络分割。该文提出一种不等规模节能分簇路由算法,通过限制成簇范围使接近sink节点的区域产生更多更小规模的簇。在分簇时形成源于sink节点的簇间跳数场,使数据经过最少的中间簇到达sink节点,并通过动态调整对下一跳簇的选择来平衡簇间负载。仿真结果表明,该算法延长了网络生命周期,有效降低了网络整体耗能。     

一种无线传感器网络定位问题中的分簇算法

本文提出一种用于平面无线传感器网络定位的分簇算法.首先,锚节点根据地理位置划分感知区域;然后,通过拓扑发现过程和锚节点问的信息交换,实现锚节点对周围网络拓扑的感知;最后,根据就近原则将所有未知节点分配到以锚节点为边缘的各个子区域中,而分配到各个子区域中的未知节.点和边缘的锚节点,则构成网络中的各个簇,并由每个簇的主节点保存本簇内全部拓扑信息.该算法可以实现多跳节点的分簇,并且具有较小的通信量,可用于多种基于分簇的分布式定位算法中,有助于解决大规模无线传感器网络的定位问题.仿真实验结果显示,在锚节点按网格分布和随机分布两种情况下,该算法都可以得到良好的分簇结果.     

一种节能的无线传感器网络分簇算法

针对低功耗自适应聚类层次算法存在的能量问题和簇头瓶颈问题,提出一种节能的无线传感器网络分簇算法,在簇头的选择过程中利用节点能量、邻节点数等参数设置节点当选簇头的优先度,使簇头的分布更均匀。在簇的组建过程中设置能量阈值作为簇的重建条件,减小簇的重建频率,同时采用单跳与多跳结合的数据传输模型,解决网络中的热点、热区问题。仿真实验结果表明,该算法能够有效利用能量,提高网络的稳定性,均衡网络的能量消耗,延长网络寿命,使网络具有更好的延展性、收敛性和安全性。     

一种面向无线传感器网络相对定位的分簇算法

测距误差累积是影响无线传感器网络相对定位算法性能的主要因素之一,网络分簇是降低这一误差的有效手段。针对相对定位特点,基于典型分簇算法——OK（Overlapped K-hop）,提出EOK（Enhanced Overlapped K-hop）分簇算法。EOK算法改进了OK算法的簇头节点选择机制,提出邻居簇头节点合并机制,使得节点分簇更加符合定位应用需要。仿真实验表明,相比OK算法,采用EOK算法产生的节点簇数量更少、节点簇分布更均匀,在多数网络条件下具有更低的算法通信开销。     

一种基于时间延迟机制的无线传感器网络分簇算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的路由协议以适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够提高网络的生存时间.本文提出一种基于时间延迟机制的分簇算法,称为CHTD.该算法建立了节点的时间延迟机制模型,使得能量较多的节点能够在每一轮中被优先选为簇首.同时,通过维持每个节点的簇首信息集合使得每轮产生的簇首数目稳定且位置均匀分布.模拟实验表明,CHTD有效地均衡了网络中节点的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.     

一种节能的无线传感器网络分簇时间同步算法

提出一种节能的无线传感器网络分簇时间同步算法（CBTS）。利用高性能的晶体振荡器稳定性原理,通过高性能簇头组成簇状拓扑结构实现时间同步,取得延长簇的同步更新周期和减少簇内节点双向同步交换数据包次数成效。实验结果表明,CBTS算法与TPSN算法相比,在精度一定条件下,能有效降低整个网络的能耗。     

一种基于GAF的无线传感器网络分簇算法

分簇技术主要目标是延长整个传感器网络的生存时间。好的分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性。就"热区"内的负载平衡问题,以及频繁的簇头轮换和簇重组问题,对基于GAF算法的完全簇头选择算法进行改进,结合双簇头模型和单簇头模型的优点,提出了一种无线传感器网络簇头非均匀分布算法,有效地平衡"热区"内节点的能耗,延长了无线传感器网络的生命期。     

一种基于GAF的无线传感器网络分簇算法

分簇技术主要目标是延长整个传感器网络的生存时间.好的分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.就"热区"内的负载平衡同题,以及频繁的簇头轮换和簇重组问题,对基于GAF算法的完全簇头选择算法进行改进,结合双簇头模型和单簇头模型的优点,提出了一种无线传感器网络簇头非均匀分布算法,有效地平衡"热区"内节点的能耗,延长了无线传感器网络的生命期.     

无线传感器网络中一种层次分簇算法及协作性分析

无线传感器网络是传感技术、计算技术和通信技术的融合.由于传感器节点的能量限制,能量有效性是设计无线传感器网络所关注的一个主要内容,并且已成为一个最大的挑战.提出了一种网络拓扑算法--一种动态、能量有效的层次分簇算法(DEEH).与其他算法不同,该算法无须知道传感器节点的任何本地信息.该算法可应用于更实际的大规模无线传感器网络,如节点具有不同的能量等级、不同的传输半径.将DEEH算法与经典的分簇算法LEACH相比较,仿真结果表明:当网络节点密度很大时,DEEH优于LEACH.同时,还考虑了网络中存在自私节点的情况,并分析了自私节点对网络分簇所带来的影响.在DEEH算法中引入机制设计理论,以克服网络中自私节点的影响.实验结果表明:采用机制设计理论,自私节点的占优策略真实地报告它们的能量.这一策略延长了网络的寿命,保证了拓扑结构的稳定性.     

WSNs中基于预算机制动态簇的目标追踪算法

无线传感器网络已成为热门的研究领域,许多实际应用中,跟踪运动目标是一项基本功能。该文提出了一种基于预算机制的动态簇无线传感器网络目标追踪算法（PDC）。PDC算法采用了相对比较节能的动态簇的网络模型和分布式计算原理,动态簇随着目标的移动轨迹,提前唤醒目标周围感测半径内的节点准备监测目标。一方面避免了盲目地唤醒节点所造成的不必要的能量消耗,另一方面减少了响应延迟。动态簇在感测目标的周围形成了一个以簇的方式进行动态管理的节点群,通过质心计算的方式进行目标定位,提高了定位的准确性,同时降低了目标的丢失率。     

基于动态分簇的传感器网络协同算法

该文提出了一种基于动态分簇的协同信息处理算法,并以跟踪问题为具体算例对该算法进行了验证。该方法依据被跟踪对象的预测位置,动态分簇(cluster),并利用传感器节点与该预测位置间的范数来选择合理的测量值,综合利用簇内所有相关节点的信息。仿真结果表明,该方法在有效利用能量的基础上大大提高了系统精度和鲁棒性。     

基于两个参数的无线传感器网络分簇算法

分簇使无线传感器网络层次清晰,便于管理,节约能量,同时可以降低传输过程中的数据冗余.基于节点剩余能量和邻居节点数目两个参数,提出了一种分布式的无线传感器网络分簇算法.该算法将分簇过程分为两个阶段并引入退位机制,第1阶段以节点剩余能量作为参数,第2阶段还引入了邻居节点数目参数.实验结果表明,它有效地解决了簇间重叠的问题,同时只要求较小的通信开销.     

无线传感器网络中一种分级簇的优化算法

无线传感器网络的路由将高能效放在首位,设计分级簇作为路由基础是一种能有效节能,延长网络寿命的好方法.在基于能量的分级簇(EAHC)算法的基础上,按照簇头级数和能量排队,从叶子节点开始逐级进行优化,提出一种减少簇头和降低簇树级数的优化算法(EAHC-O),能进一步地延长全网寿命,并通过仿真验证算法的有效性.     

无线传感器网络中的组划分算法

以增加网络生命期为目的设计组划分算法。考虑了传感器网络中各个组长节点的组合理性、平均组能耗和组间负载平衡等因素,对初始的组划分进行了分析和优化处理而得到一个平均组能耗小并且组间负载平衡的组划分,有效地延长了网络生命期．     

DSCO：一种无线传感器网络分布式简单簇组织算法

提出了一种适用于无线传感器网络的分布式简单簇组织算法DSCO,对算法基本思想和具体实现进行了论述,并对仿真结果做了详细分析.逻辑简单、不需要时间同步、完全依赖本地信息,是DSCO的重要特点.仿真表明,DSCO在成簇率、簇成员分布、成簇时间和拓扑控制等方面,取得了较好的结果,尤其对大规模无线传感器网络,有良好的适应能力,可以获得较高的成簇率和较快的成簇速度.     

一种无线传感器网络拓扑的启发式分簇控制算法

无线传感器网络的首要设计目标即延长网络生命期,而网络拓扑作为上层协议的重要平台,是实现这一目标的支撑基础. 为了研究符合网络生命期目标要求的传感器网络拓扑控制方案,针对传统分簇算法的部署受限或可靠性缺乏等弊端,从理论上对分簇需求进行了建模分析,最终转化为携近似优化目标的簇划分及簇头选取问题,进而提出了一种启发式的分簇控制算法. 通过实验对方案进行了性能分析和验证,结果表明该算法以较合理的簇规模进行分簇划分,所获拓扑结构具有全局能耗低、骨干网健壮性高的特点,能有效地延长WSN的生命期.     

无线传感器网络的一种可调节的拓扑控制算法

在无线传感器网络的拓扑控制问题中,保持节点能耗最低路径和低节点度之间存在一种平衡.最佳的平衡点与具体的应用和网络状态有关.文中提出一种新的拓扑控制算法,使所构造的拓扑能在这两个不一致的目标之间进行调节.该算法所构造的拓扑结构在一极能保持所有能耗最低路径,另一极能使平均节点度逼近理论最小值.仿真结果证实新算法在比已有方案更真实的能量消耗模型下可以保持所有能耗最低路径,同时也显示新算法对节点度有更大的调节范围.     

一种无线传感器网络的簇数目优化方法

针对LEACH算法中无线传感器网络分簇数目的确定问题,提出了一种节点服从泊松分布的情况下最优簇数目的计算方法。该方法利用节点的通信能耗模型,从能耗最小的角度给出了网络的最优簇数目,并证明最优簇数目与监测区域面积、节点数目和泊松分布强度有关,而不是LEACH算法中的固定值,从而为优化网络簇头数提供了一定的依据。仿真表明,在该方法上设计的LEACH算法减少了网络的总能量消耗,有效延长了网络生命周期。     

一种具有提高成簇质量的WSN节能分簇路由算法

通过分析无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)分簇路由协议中簇首节点分布不合理的问题,提出了一种基于节点度数、节点间的相对距离和节点剩余能量的节能分簇路由算法。该算法在选择簇首时,充分考虑节点的度数和节点之间的相对距离,这样选择出的簇首不仅覆盖性能好而且在形成的簇中成员节点和簇首节点间的平均距离短,因此簇内通讯的代价小;同时该算法还考虑了节点的剩余能量,能量低的节点成为簇首的可能性降低。通过这样的方法选择簇首形成的簇提高了成簇的质量,进而提高了网络的整体性能,延长了网络的生存时间。在仿真过程中,本文通过计算得出了簇的理想最优情况,并与仿真结果进行比较,验证了本文算法的合理性。