HDEEC：面向异构网络的一种基于簇路由协议

有效地使用传感节点的能量进而延长网络寿命成为设计无线传感网路由协议的一项挑战性的工作.为了延长网络,现存的多数簇方案是面向同构网络.为此,面向异构网络,提出基于簇的分布式能量有效路由HDEEC(heterogeneous WSN distributed energy-efficient clustering)协议.HDEEC协议首先提出异构网络模型,考虑了普通节点、特优节点和超特优节点三级能量节点;然后,提出能量消耗模型;最后依据这两个模型,提出了簇头选择方案.HDEEC协议以平衡、有效方式动态改变节点被选为簇头的概率.仿真结果表明,提出的HDEEC协议能够有效延长网络寿命,比DEEC、DDEEC的网络寿命分别提高了72％、68％.     

基于分簇的无线传感器网络路由协议

路由技术是无线传感器网络的关键技术.其中分簇路由协议具有拓扑管理方便,数据融合简单等特点.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和成簇后的数据通信三个方面描述了当前典型的分簇路由算法,并比较分析了这些算法的特点及存在的问题,在此基础上提供了一些解决思路.     

基于簇首概率优化的LEACH协议改进

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种经典的无线传感网络路由协议,已得到了广泛的认可。文中基于LEACH算法提出了一种改进的无线传感网络路由协议,利用了节点的属性,如距离、密度等,给予不同的节点以不同的簇首概率,让节点的簇首概率符合节点的实际情况,使簇首的选择更加合理。同时,增加传输选择,使部分节点将数据直接发送给基站,进一步减少能量消耗,从而延长无线传感网的寿命。仿真结果表明,该算法能更好地选出簇首和减少能量消耗,延长了整个无线传感网络的寿命。     

一种能量高效的无线传感网分簇路由算法

针对无线传感网节点能耗不均造成的生命周期短的问题,提出一种能量高效的无线传感网分簇路由算法（NUC&GDF）。该算法从三个方面对无线传感网的路由进行优化;a）改进簇首选举机制,选择合适的簇首;b）改进簇首节点成簇半径规则,形成合理的簇规模大小;c）在簇首与基站的稳定数据传输过程中,引入改进的梯度下降法强化学习来计算权值最小的自适应无线簇间路由。实验结果分析表明,提出的算法性能比LEACH算法、LEACH-C算法以及DEBUC算法更优;在网络规模为100 m×100 m时,网络生命周期分别提高约50.3%、21.5%、16.4%,能更有效地延长网络生命周期。     

一种保障时延的簇间路由协议的节能高效研究

在无线传感器网络的簇间路由协议中,簇头单跳或者多跳通信,都会导致簇头能量消耗不均衡。为了均衡能量消耗,新的协议在LEACH-C协议基础上,引入一个有关距离的阈值,若簇头距离基站的距离小于该阈值,则进行单跳通信;若簇头距离基站的距离大于该阈值,则进行多跳通信,同时提出一种保证时延的簇间多跳路由协议（Distance and Delay Based Cluster Routing Protocol）DDCR协议。经过仿真实验,验证了该方法的可实现性,有效地降低了簇头节点的能量消耗,均衡了网络负载。     

基于剩余能量和距离信息的异构网络分簇协议

针对无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)的网络寿命问题,提出了面向异构网络环境下的基于剩余能量和距离分簇REDC(Residual Energy and Distance Clustering)协议。REDC协议考虑了普通节点、中级节点以及高级节点,具有较高的初始能量节点称为中级节点和高级节点,余下的称为普通节点。在簇头CH(Cluster head)选举中,考虑节点的剩余能量和离基站距离信息,使得具有较高的剩余能量节点、离基站距离较近的节点有更多的机会被选为簇头CH,进而避免了剩余能量较小的节点成头簇头CH而产生节点过早失效缩短网络寿命的问题,平衡了网络内的能量消耗。仿真结果表明,与LEACH、DDEEC和SEP协议相比,提出的REDC协议具有较长的网络寿命和良好的数据传输能力。     

一种基于LEACH协议的节能型分簇路由算法

LEACH协议中最高级簇头与基站之间采用单跳通信方式,消耗能量较多。为了降低无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于LEACH协议的节能型分簇路由算法。该算法采用平面路由机制建立簇头与基站之间的通信路径,所有簇头与基站之间都采用多跳路由方式。与LEACH协议相比,该算法明显改善了网络能量消耗和网络生存时间,并使网络规模不再受到簇头通信半径的限制。     

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。     

一种分布式能量有效的无线传感器网络分簇路由协议

提出了一种分布式能量有效的无线传感器网络分簇路由协议DEEC(Distributed Energy-efficient Clustering Algorithm)。该协议采用基于时间的簇首选择算法,广播时间取决于自身剩余能量和其邻居节点的剩余能量。在数据传输阶段,采用簇内单跳与簇间多跳相结合的方式,引入权值函数优化簇首中继节点的选择。仿真实验结果表明,与LEACH,PEGASIS协议相比,DEEC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期。     

一种基于分环的能量高效无线传感器网络分簇路由协议

针对现存分簇路由协议能耗不均衡和簇首节点死亡过早的缺陷,设计了一种基于分环模型的能量高效分簇路由协议.根据节点剩余能量和位置选举簇首,采用主次簇首轮换方式减低簇首节点能耗.仿真结果表明:该算法能够均衡网络能耗,延长无线传感器网络生命周期.     

WSN中基于分簇的改进路由协议

LEACH协议的非均匀分簇会造成网络节点能耗分布不均衡。为此,提出一种基于分簇的改进LEACH路由协议。根据节点剩余能量以及节点到基站的距离选举簇首,依据接收信号强度确定簇成员节点,并且成簇规模不得超过最大成员数。采用在簇首与基站之间建立多跳路由树的方法,向基站发送数据。仿真结果证明,改进协议能均衡网络负载,提高网络运行周期。     

WSN的一种基于能量估算的集中式分簇路由协议

通过对LEACH-C等协议的研究及改进,提出一种基于能量估算的集中式分簇路由协议LEACH-EE。在LEACH-EE协议中,基站根据接收到的各个簇的数据量来估算每个簇内节点的能量消耗情况,并根据估算结果来重新确定下一轮的簇首和簇结构。只有在一定条件发生时,或者间隔相当长的时间,才需要传感器节点向基站汇报自己的能量等信息。仿真结果表明,与LEACH、LEACH-C协议相比,LEACH-EE协议更能节省网络能量,延长网络的生命周期。     

QoS自适应WSN路由协议研究

不同业务对无线传感器网络的服务质量(QoS)有不同的要求,针对尽力而为和实时业务的不同需求,结合定向扩散协议和分层路由协议的特点,提出一种支持区分服务的服务质量自适应无线传感器网络路由协议(ASRP)。该协议以不同路由度量值计算路由梯度,建立2种路由梯度表,供不同业务数据转发用。引入网关节点,连接2个簇首,同时支持单条路径和多条路径,并实现从簇首到sink节点的多跳转发。仿真实验结果表明,ASRP协议对2类数据业务提供了有保证的区分服务,可在全网范围内实现能量资源的有效利用。     

超宽带传感网的节能路由协议研究

未来的无线传感网将由大量密集部署的传感节点组成,这些节点采用电池供电从而能量有限而且补充能量很困难,因此需要研究能量高效的路由协议。利用超宽带(ultrawideband:UWB)精确的定位性能,可以获得传感网中各个节点的位置信息。论文提出了一种新的基于位置的节能超宽带无线传感网路由协议。该协议在从汇聚节点到事件区域的引入节点间不仅使用最小耗能路径而且也经常使用一些次优路径。仿真实验表明论文所提出的协议比GEAR具有更好的节能性。     

能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

提出了一种能量高效均衡、非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的无线传感器网络分布式分簇路由协议DEBUC(distributed energy-balanced unequal clustering routing protocol).该协议采用基于时间的簇头竞争算法,广播时间取决于候选簇头的剩余能量和其邻居节点的剩余能量.同时,通过控制不同位置候选簇头的竞争范围,使得距离基站较近的簇的几何尺寸较小.这样,网络中不同位置节点之间的簇内和簇间通信能耗得以互相补偿.DEBUC采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、簇内通信代价和簇间通信代价,每个簇头在邻居簇头集合中运用贪婪算法选择其中继节点.仿真实验结果表明,DEBUC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期.     

能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议?

提出了一种能量高效均衡、非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的无线传感器网络分布式分簇路由协议DEBUC(distributed energy-balanced unequal clustering routing protocol).该协议采用基于时间的簇头竞争算法,广播时间取决于候选簇头的剩余能量和其邻居节点的剩余能量.同时,通过控制不同位置候选簇头的竞争范围,使得距离基站较近的簇的几何尺寸较小.这样,网络中不同位置节点之间的簇内和簇间通信能耗得以互相补偿.DEBUC 采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、簇内通信代价和簇间通信代价,每个簇头在邻居簇头集合中运用贪婪算法选择其中继节点.仿真实验结果表明,DEBUC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期.     

无线传感器网络多路径簇头链分簇式路由算法

本文分析了无线传感器网络路由协议的研究现状,重点研究了分簇式路由算法,并提出一种改进的算法--基于能量和距离的多路径簇头链（MCBED）算法。该算法不仅改进了簇头节点的选取方法,而且根据需要产生替补簇头节点,形成多路径簇头链。理论分析和仿真实验表明,改进后的算法分簇更加合理,提高了网络健壮性,节省能量,均衡节点能量消耗,显著延长了网络生存时间。