基于能量优化的WSN数据收集和融合算法

针对WSN路由协议LEACH中簇头负载过重的问题,提出一种改进的数据收集和融合算法LEACH-E,在簇的建立阶段根据节点的剩余能量及相对距离选择簇头;在通信阶段,运用主成分分析法对簇头收到的数据进行降维处理,再将融合后的数据沿着蚁群算法找到的最优路径以多跳方式发送给基站。仿真结果表明,该算法在均匀分簇、均衡节点能耗、延长网络生命等方面有更好的性能。     

低占空比WSN中能量感知的动态路由算法

低占空比无线传感器网络（low-duty-cycle wireless sensor network,简称LDC-WSN）可部署在人类难以进入的恶劣环境中执行长期的监测和目标跟踪等任务,具有广泛的应用前景.与传统WSN相比,LDC-WSN减少了空闲侦听带来的能量消耗,但端到端的延迟却很大.目前,已有的LDC-WSN路由协议主要关注如何减少端到端延迟,没有充分考虑均衡节点的能量消耗,容易导致数据传输过程中某些节点能量消耗过快而过早死亡.为了解决这个问题,提出了一种基于链路质量和能量感知的路由（energy-aware dynamic routing,简称EADR）算法.每个节点维护一个转发集,转发集中的节点均是链路质量较高的邻居.在进行数据传输时,节点将数据发送给转发集中决策因子高的邻居,而决策因子由转发集中节点的工作/睡眠调度和能量水平来动态决定.仿真实验结果表明,EADR算法能够降低端到端的延迟,提高数据成功发送率,提高网络生命周期.     

无线传感器网络相关感知路由算法

本文通过建立能量有效的数据融合树,对无线传感器网络中多跳传输的数据进行动态融合,以减少整个网络的能量消耗。利用竞争游戏算法理论框架阐述数据之间的相关性;综合考虑传感器节点的剩余能量、干扰以及网络间的数据融合,构造算法的成本函数;借助相关感知路由算法求解竞争游戏的可能最优解。仿真结果表明相关感知路由算法能够有效地延长整个网络的生命周期。     

压缩感知的能量异构WSN分簇路由协议

分簇路由协议对用于环境监测的无线传感器网络具有较好的节能性,数据压缩可以减少节点通信的数据量,但增加了分簇层次结构簇头的能耗和汇聚节点算法的复杂度,而由高能力节点担任簇头可以实现能量均衡并改善网络性能。针对无线传感器网络能量异构普遍存在的特点,提出了一种基于压缩感知的能量异构分簇路由协议（CSCH算法）。该算法根据异构节点能量确定多极簇头选举的概率,将簇内节点的信息集中在簇头上,而簇头对所采集的数据进行稀疏、压缩,以减少向汇聚节点传输数据的节点数和通信量,汇聚节点利用重构算法可从来自簇头的少量数据中恢复出信号源。同时设计了一种基于正态分布的权值系数,以优化在数据量过少情况下压缩感知算法的信号重构性能。仿真实验结果表明,该协议不仅能充分利用能量异构资源,均衡网络能耗,延长整个网络生命周期,而且能精确恢复信号源。     

基于能量感知的数据汇聚和路由协议

提出了一种分布式的高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议,网络中节点根据与基站的远近划分成不同的层次.协议优先选择能量充足并且距离基站最近的节点直接与基站通信,其他节点的数据则通过邻接节点逐层聚合和转发,最后传送到该节点上.因为与基站通信的能量代价太高,直接与基站通信的节点能量消耗很快.当距离基站近的节点能量过低时,协议将选择距离基站较远的节点直接与基站通信.通过顶层节点迁移机制,MTP协议能够很好地将能量损耗均匀分布到所有节点.     

无线传感网络中基于无线能量补给的能量感知路由算法

针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。     

基于能量感知的无线传感器网络路由算法

针对LEPS(Link Estimation and Parent Selection)在路由选择维护阶段数据收集成功率较低、节点间负载不均衡、链路质量评估复杂等问题,提出了基于能量感知的路由算法Energy-Aware and Load-Balance(EALB)。在路由选择时,EALB引入了能量感知和同层节点数据转发机制。通过仿真实验将该算法与LEPS路由协议进行比较,结果表明在相同的实验环境下,该路由协议能够提高收集成功率,有效均衡负载,延长网络生存时间。     

基于能量的无线传感器网络分簇路由算法*

无线传感器网络存在严重的能量约束问题,网络协议的首要设计目标就是要高效地使用传感器节点的能量,延长网络的存活时间。在分析经典的分簇路由协议LEACH的基础上,针对其不足提出了基于能量的改进算法和分簇规模约束机制平衡节点能量消耗。仿真实验表明,改进算法有效地延长了网络生存周期。     

基于网格分簇的WSN能量感知路由协议

针对现有无线传感器网络中各节点能量消耗不均的缺陷,提出基于网格的二层分簇方案设计能量感知路由协议,在分簇过程中,利用节点位置信息确定簇的大小,通过簇头节点来实现均匀的网络划分。经过理论分析和仿真实验,对该协议的性能进行验证,并与LEACH协议进行比较。结果表明,该协议能够使网络中各节点较均衡地消耗能量,从而延长整个网络的生命周期。     

Energy-aware routing for delay-sensitive underwater wireless sensor networks

The energy reduction is a challenging problem in the applications of underwater wireless sensor networks （UWSNs）. The embedded battery is difficult to be replaced and it has an upper bound on its lifetime. Multihop relay is a popular method to reduce energy consumption in data transmission. The energy minimum path from source to destination in the sensor networks can be obtained through the shortest path algorithm. However, because of the node mobility, the global path planning approach is not suitable for the routing in UWSNs. It calls for an energy-efficient routing protocol for the high dynamic UWSNs. In this paper, we propose the modified energy weight routing （MEWR） protocol to deal with the energy-efficient routing of delay- sensitive UWSNs. MEWR is a low flooding routing protocol. It can tolerate the node mobility in UWSNs and achieve a low end-to-end packet delay. MEWR can provide lower energy consumption than the existing low delay routing protocols through the dynamic sending power adjustment. The simulation results demonstrate the effectiveness of MEWR.     

无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由

针对节点能量分布不均匀的无线多媒体传感器网络中大数据量传输问题,提出一种无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由算法EACM。该算法通过平衡路由节点间剩余能量差异,调节多路径聚集程度来均衡网络能耗减少数据包在路径上的延迟。仿真结果表明EACM算法能有效地延长网络生存期,减少数据包在路径上的时延。     

高数据融合的非均匀分簇无线传感器网络路由协议*

探讨了基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议,提出了一种高数据融合的非均匀分簇无线传感器网络路由协议。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

拥塞敏感的无线传感器网络路由算法

如何延长无线传感器网络的生命周期是一个重要的挑战.提出了一种新的拥塞敏感的路由算法,该算法充分考虑了路由选择过程中的数据负载与邻节点的缓存、信道竞争等状态的关系,每个节点以此计算一个能反映本地拥塞状态的权值,节点选择权值最高的下游节点作为下一跳来平衡下游节点的能耗和数据负载,同时降低下游节点的拥塞可能性.模拟实验表明:...     

无线传感器网络中的能效优化路由算法*

根据无线传感器网络节点能量消耗和网络生存周期的特点,通过建立动态规划能量优化模型,在路由总能耗满足能量阈值约束条件下,均衡消耗网络中各节点能量,在此基础上提出一种适合无线传感器网络的动态规划路由算法。仿真结果表明,提出的路由算法能充分地利用有限的能量资源,较大地延长网络生存周期并降低节点的平均能耗。     

基于熵权系数法的无线传感器网络自适应QoS路由算法

针对无线传感器网络中不同业务对服务质量（QoS）指标的不同要求,以及QoS指标在网络运行过程中实时变化的特点,提出一种基于熵权系数法的自适应QoS路由（EAQR）算法。算法将路由建立过程抽象成多指标加权评分的问题,选取节点负载、平均能量势、通信时延作为QoS评价指标,采用熵权系数法自适应地确定指标的权重,选择最优节点转发数据。仿真实验显示,与有序分配路由(SAR)、能量感知QoS路由(EQR)算法相比,EAQR算法可以有效降低网络平均端到端延迟,减少丢包率,延长网络寿命。     

基于能量感知的无线传感器网络层次型路由协议

为了有效平衡负载,满足大规模网络的需要,提出了一种基于能量感知的无线传感器网络层次型路由协议。该协议基于能量消耗模型,根据节点与基站的距离将网络中的节点划分为不同的层次。每层次内的节点轮流当选负责收集该层内所有节点数据的汇聚节点。汇聚节点的数据逐层转发和聚合,最后传送到剩余能量较大的一个汇聚节点——超节点,由其将数据发送到基站。汇聚节点变迁、超节点变迁机制用于均衡节点能量消耗,延长网络生命周期。NS2仿真结果表明,该协议可以有效节省能量,延长网络生存时间。     

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。     

一种节能的基于定位的传感器路由算法

基于定位的无线传感器路由算法普遍存在节点能耗过快及能耗不均衡的问题。借鉴SELAR算法的思想,提出一种节能的定位路由算法EELAR。该算法通过选取转发代价最小节点作为中继节点实现数据转发,而转发代价由节点位置和能耗综合计算得出。针对能耗问题,该算法还引入了睡眠机制,节点根据自身能耗随机睡眠。实验证明,该算法使无线传感器网络能耗更均衡,能有效延长整个网络的生存时间。     

无线多媒体传感器网络QoS路由算法研究

由于廉价的CMOS摄像头、麦克风的出现,以及对含有丰富信息的图像,视频和音频信息需求导致了无线多媒体传感器网络-(WMSN)的出现.WMSN具有资源有限、可变的信道容量、数据高度冗余等特点,使得WMSN的QoS路由具有极大的挑战性.提出了一种基于Mesh结构的WMSN,并在该结构体系下,提出了一种基于蚁群算法的QoS路由算法.实验研究表明,蚁群算法具有不依赖全局信息的优点,具有应用于WMSN的前景.实验同时表明,决定蚁群算法收敛速度以及会影响传感器网络性能的一些关键参数较难确定,需要进一步研究.