多层无线异质传感网络的高效节能预测聚类算法研究

无线传感网络设计主要是减少能源消耗,延长网络生存时间。介绍了一种异质传感网络应用于现存聚类算法的研究,并提出了一种高效节能的预测聚类算法,此算法能适应能源和目标异质的传感网络。根据各种因素(如能源和通信成本),该算法能使节点选择簇头。相对于具有较低剩余能源的节点,具有较高剩余能源的节点成为簇头的概率较大,因此可以均匀消耗网络能源。为了减少聚类阶段进行广播时的能源消耗和延长网络生存时间,建立了一种用于常规数据采集节点的能源消耗预测模式。仿真结果表明,相对于目前聚类的算法,该算法可实现更长传感网络生存时间、更高能源效率和卓越网络监测质量。     

多层无线异质传感网络的高效节能预测聚类算法

无线传感网络设计主要是减少能源消耗,延长网络生存时间。介绍了一种异质传感网络应用于现存聚类算法的研究,并提出了一种高效节能的预测聚类算法,此算法能适应能源和目标异质的传感网络。根据能源和通信成本等各种因素,该算法能使节点选择簇头。相对于具有较低剩余能源的节点来说,具有较高剩余能源的节点成为簇头的概率较大,因此可以均匀消耗网络能源。为了减少聚类阶段进行广播时的能源消耗和延长网络生存时间,建立了一种用于常规数据采集节点的能源消耗预测模式。相对于目前聚类的算法来说,仿真结果表明该算法可实现更长传感网络生存时间、更高能源效率和卓越网络监测质量。     

能量高效的无线传感器网络动态分簇算法研究

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,提出了基于地理位置的能量高效的动态成簇算法(GL-DC),在簇的建立阶段,采用非均匀分簇方法,解决了簇首能量消耗不均衡问题。在网络运行过程中,采用基于剩余能量和距离来动态生成新的簇首,避免了靠近SINK节点的簇头因转发大量数据而过早耗尽能量。仿真实验结果表明,该方法具有更好的性能,与EADEEG、LEACH和PEGASIS等路由协议相比,GL-DC路由协议有效地均衡了节点能量消耗,显著地延长了网络生命周期。     

An energy efficient weighted clustering algorithm in heterogeneous wireless sensor networks

The Journal of Supercomputing - Wireless sensor networks are most used to monitor remote environments. Multitudinous sensor nodes gather data in a self-governing manner, operating on an exhaustive...     

一种新的传感器网络能量有效路由算法

基于对LEACH、PEGASIS经典分簇算法的研究,提出一种基于分簇的传感器网络能量有效的路由算法NCEER。NCEER每隔20轮进行一次簇重构,簇内利用贪心算法形成短链,选取剩余能量最大者为簇首。然后,以基站为树根,各簇首节点根据跳数和能量级别建立层次路由树。最后,各簇首通过最优路径将采集到的数据发送到基站。该算法减少了簇重构的开销,建立了一条负载均衡的簇内路由、能量有效的簇间路由,减少了数据的传输时延。仿真结果表明,该算法的性能优于LEACH和PEGASIS。     

一种能量高效的无线传感器网络拓扑控制算法

通过对现有拓扑控制算法的研究,针对无线传感器网络中节点能耗分布不均匀的问题,提出了一种能量高效的拓扑控制算法(EETCA)。该算法以均衡全局能耗为目标,综合考虑了节点的剩余能量、簇的规模、数据最优传输跳数等因素,避免了部分节点能量消耗过快,从而有效地均衡网络负载。仿真结果表明:EETCA在能耗均衡方面均优于原来的算法,延长了无线传感器网络的生命周期。     

能量异构的无线传感器网络分簇协议

无线传感器网络分簇协议通常假定网络是同构的,即网络中所有节点具有相同的初始能量,这些协议不能充分利用异构网的特点。提出了一种适合于异构网的分布式分簇协议（EHCP）,该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首以平衡节点的能量,并在簇间采用多跳通信以节省能量。仿真实验结果表明：与同类协议相比,EHCP协议能显著地延长网络稳定工作的时间,具有良好的性能。     

一种异构传感器网络下的节能分簇路由算法

无线传感器网络存在着严重的能量约束,传统同构的传感网络路由协议和算法不适合异构网络,因此,设计异构传感网络下的节能路由算法具有现实意义。研究两种不同类型传感器节点构成的,具有不同的初始能量和不同感知数据能力的异构网络中基于簇头预测的节能分簇路由算法ECAH。根据簇内节点的剩余能量、能量消耗速率和跟上一轮簇头的距离预测出下一轮簇头,有效地减少了控制报文数量,降低了系统开销,节约了能量。仿真结果显示,在异构的网络中采用ECAH路由算法比LEACH算法网络生存时间大约提高了23%。     

基于引力搜索算法的异构无线传感器网络路由分簇算法

针对异构无线传感器网络簇头节点能耗大、网络寿命较低等问题,提出一种路由分簇算法.以均衡簇头节点的能耗为目标,采用引力搜索算法对网络簇头的通信链路进行规划,从而降低簇头节点间通信的负载能耗.为同时兼顾普通节点和簇头节点的工作时间,根据普通节点与高能节点携带能量的差异和簇头节点的负载情况进行分簇.实验结果表明,所提出的路由分簇算法相对于目前优化性能较好的粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)和最小距离聚类法(LDC),在不同检测环境、不同的节点布撒比例下,能够更好地均衡节点能耗,从而获得更长的网络寿命.     

A color-theory-based energy efficient routing algorithm for mobile wireless sensor networks

Wireless sensor networks (WSNs) with nodes spreading in a target area have abilities of sensing, computing, and communication. Since the GPS device is expensive, we used a small number of fixed anchor nodes that are aware of their locations to help estimate the locations of sensor nodes in WSNs. To efficiently route sensed data to the destination (the server), identifying the location of each sensor node can be of great help. We adopted a range-free color-theory based dynamic localization (CDL) [Shen-Hai Shee, Kuochen Wang, I.L. Hsieh, Color-theory-based dynamic localization in mobile wireless sensor networks, in: Proceedings of Workshop on Wireless, Ad Hoc, Sensor Networks, August 2005] approach, to help identify the location of each sensor node. Since sensor nodes are battery-powered, we propose an efficient color-theory-based energy efficient routing (CEER) algorithm to prolong the life time of each sensor node. The uniqueness of our approach is that by comparing the associated RGB values among neighboring nodes, we can efficiently choose a better routing path with energy awareness. Besides, the CEER has no topology hole problem. Simulation results have shown that our CEER algorithm can save up to 50–60% energy than ESDSR [Mohammed Tarique, Kemal E. Tepe, Mohammad Naserian, Energy saving dynamic source routing for ad hoc wireless networks, in: Proceedings of Modeling and Optimization in Mobile, Ad Hoc, and Wireless Networks, April 2005, pp. 305–310] in mobile wireless sensor networks. In addition, the latency per packet of CEER is 50% less than that of ESDSR.     

无线传感器网络能量异构非均匀分簇路由协议

基于分簇的无线传感器网络路由协议,采用多跳路由方式传输数据至基站,容易造成靠近基站的节点转发大量数据而过早失效。另外,分簇协议通常假定网络节点是能量同构的,不能有效解决节点能量异构的问题。因此,从非均匀分簇的角度出发,结合局部竞争簇首机制,提出了一种基于能量异构的分簇协议（EHUC）。仿真结果表明该协议能够有效应用于能量异构的无线传感器网络,并延长网络的生命周期。     

无线传感器网络分簇方法的优化

现有的分布式分簇算法都是针对节点分布均匀的传感器网络设计的,不适用于节点分布不均匀的传感器网络,簇负载均衡和降低能耗成了节点不均匀部署的传感器网络的一个重要挑战。针对节点分布不均匀网络提出了一种基于区域密度的分布式分簇算法（RDCA）,算法中节点测试其所在区域的节点密度,根据区域节点密度,调节其通信的覆盖范围,从而使成簇后簇负载达到平衡。仿真实验结果显示,在节点部署不均匀的传感器网络中,本算法与LEACH、HEED相比较,可以更好地实现簇的负载平衡,有效地提高成簇后网络的稳定周期。     

能量均衡的无线传感器网络多跳非均匀分簇算法

针对分簇协议中存在的簇头选择不合理会造成能耗过大以及网络整体能耗不均衡的问题,提出了一种能量均衡的多跳非均匀分簇算法(EBMUC)。协议首先选择剩余能量大于邻节点平均剩余能量的节点为候选簇头,候选簇头交换消息计算并比较适应值选出最终簇头;簇结构采用非均匀分布形式,节点入簇时计算代价值函数,在引入的代价值函数加入簇头剩余能量因素,防止簇头成员数目过多致使负载过大;数据的传输采用单跳和多跳结合的方法,簇间距离大于设定值时引入中继节点协助簇头间的数据传输,节约了簇头能量。仿真结果表明,EBMUC协议可有效节约簇头能量,均衡了整个网络的能耗,使网络生存周期得到了延长。     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法*

为了延长网络的生存时间,提出了一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法（EBCA）,该算法优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,以平衡节点的能量消耗。仿真实验结果表明：无论同构网还是异构网,该算法都能显著地推迟网络第一个节点的死亡时间,其性能明显优于LEACH算法。     

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。     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络中节点的能量有限,提高能量的有效性便成为无线传感器网络路由协议设计的首要目标。设计了一种能量高效的分簇路由算法,它提出让候选节点在一定的覆盖范围内以剩余能量为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀;处于簇类交界的节点则根据能量和距离来选择归属的簇头,以平衡网络负载;新算法还采用多跳的簇间通信方式来降低大部分簇头节点的通信负载。仿真结果表明:新算法能够有效降低网络能耗,延长网络生存时间。     

An energy-driven unequal clustering protocol for heterogeneous wireless sensor networks

Due to the limitation of energy resources, energy efficiency is a key issue in wireless sensor networks (WSNs). Clustering is proved to be an important way to realize hierarchical topology control, which can improve the scalability and prolong the lifetime of wireless sensor networks. In this paper, an energy-driven unequal clustering protocol (EDUC) for heterogeneous wireless sensor networks is proposed. EDUC includes an unequal clustering algorithm and an energy-driven adaptive cluster head rotation method. The unequal size of clusters can balance the energy consumption among clusters, and the energy-driven cluster head rotation method can achieve the balance of energy consumption among nodes within a cluster, which reduces the waste of energy. Simulation experiments show that EDUC balances the energy consumption well among the cluster heads and prolongs the network lifetime.     

一种基于分簇蚁群策略的无线传感器网络路由算法

如何最大化地延长网络的生存时间是无线传感器（WSN）网络研究的核心问题.基于分簇策略,提出一种能量有效的路由算法（EEA）.该算法利用分簇原理减少了参与寻找最优路径的节点数,从而降低了系统的能耗.同时设计一种改进的最优路径评价标准,该标准兼顾了传输路径上各节点的剩余能量和最优路径上总的能量消耗.仿真结果表明,与其他蚁群策略的路由算法（如：基于蚁群算法的路由算法（ARA）和EEAWSN）相比,该算法能在寻找最优路径时避开剩余能量少的节点,使最优路径上各节点的能量呈整体性衰落,从而沿长了网络的寿命.     

能耗均衡的自供能无线传感器网络分簇路由算法

当前的采能技术已经能够让传感器节点自动从环境中获得适量的能量补给,针对现有自供能无线传感器网络分簇路由算法中未考虑位于不同地理区域的节点所获补给能量大小的不同,而导致能量补给少区域的簇头数过少、簇规模过大、全网能耗不均衡等问题,本文提出了一种能耗均衡的自供能无线传感器网络分簇路由算法-EBCS（energy balanced clustering with self-energized）,该算法结合实际能量补给场景对簇头选举机制进行了改进,并采用了一种自适应式簇间通信机制,充分保存与利用补给能量。理论和仿真实验表明：EBCS算法能够较好维持预设的簇头比例,在网络平均剩余能量、当前可用节点数量等性能方面优于另外两种现有算法。     

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。