一种基于负载平衡树的多网关节点数据汇集路由算法

以均衡耗能为目标,考虑健壮性、可转发性和抗干扰性等因素,提出一种基于负载平衡树的多网关节点数据汇集路由算法(TBLB 算法).在多网关前提下,TBLB 算法结合节点能量和节点度形成以网关节点为根节点的负载平衡树,通过负载平衡树协调节点间的负载均衡,有效地降低节点的能量消耗.此外,节点根据路径性能评价因子W 进行路径选择和网关切换,进一步降低网络节点的通信开销,改善了网关节点的瓶颈问题.模拟实验结果表明,TBLB 算法能够有效均衡网络负载,对网络的能量消耗和网关节点接收到的数据包都有所改善.     

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.     

基于梯度的无线传感器网络能耗分析及能量空洞避免机制

在基于"梯度汇聚"模型的无线传感器网络 (Wireless sensor networks, WSNs)中, 因节点间能量消耗不平衡而引发的能量空洞一直是影响网络生存周期的重要原因. 本文分别分析了无通信干扰的自由空间环境和瑞利衰落环境下网络中节点的能量消耗,提出了一种基于节点能量非均匀分布的能量空洞避免机制,即根据节点的能耗水平为每个节点储备不同的初始能量.并结合通信干扰、休眠机制等因素,研究了基于"梯度汇聚"模型的无线传感器网络生存周期的上界和下界. 模拟结果表明,该机制提高了能量的利用效率,延长了网络的生存周期.     

水声传感器网络数据传输能耗分析

水声传感器网络设计的其中一个目标就是提供节点间可靠通信的同时,能量消耗最小化。通过构造简化的场景,参考海洋中水声信号的吸收损失、传感器节点的参数以及实际环境参数推算出水声传感器网络分别在集中式拓扑结构和多跳式拓扑结构下的能量消耗模型。通过仿真得出：在短距离通信时采用中继节点实际上浪费了能量,采用集中式拓扑结构能量效率较高;而在长距离通信时,采用多跳拓扑结构选择合适的中继节点个数有优越的能量效率。     

具有能量补给的无线传感器网络分簇路由算法

提出一种具有能量补给的无线传感器网络分簇路由算法PHC。在PHC中,传感器节点通过周围环境获取能量补给。PHC综合考虑节点自身的能量起伏变化以及能量补给水平,修正了现有的簇头选择机制和非簇头节点的归属机制,使能量消耗平均分配到整个网络中。通过仿真表明,PHC在考虑了能量补给的同时,改善了无线传感器网络中能量消耗的均衡性,延长了网络的生命周期,网络中最终存活节点和整体残留能量提高了20%。     

基于节能的无线传感器网络LEACH协议改进

由于传感器节点电池电量有限,因此在无线传感器网络中如何节能是一个关键问题。对经典的LEACH(Low En-ergy Adaptive Clustering Hierarchy)协议做出改进:提出了一种新型的簇首选择机制。算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性,进一步保证网络内节点能量负载的均衡性。仿真结果表明,新型的簇首选择机制能够有效平衡节点的能量消耗分布,延长节点与网络的寿命。     

一种射频能量捕获无线传感器网络的分层分步数据收集策略

在射频能量捕获无线传感器网络中,采用多跳的方式将数据发送给网络中的Sink节点能够减少节点间的通信距离,从而减少能量的消耗,但增加了转发节点的收发数据量。为了减少网络中转发节点的负载,延长网络的生命周期,提出了一种分层分步的数据收集方法(Layer-Step Data Collection,LSDC)。通过对网络中节点能量进行捕获和在能量消耗过程进行建模,得到节点的剩余能量。通过运用多次“跳”命令的方式通知网络中的传感器节点分步地将采集到的数据传递给Sink节点。在传递节点的选择上,以能量状况最佳的节点作为传递节点,最终达到高效地将网络中的数据全部收集到Sink节点进行处理的目的。理论分析与仿真实验结果表明,与采用逐层收集数据的方法(Layer-By-Layer Data Collection,LDC)相比,所提方案更节能,能量消耗更均衡,能够延长网络的生命周期。     

SEBCDS:无线传感网络的连通支配集算法

由于无线传感网络(WSN,sireless sensor network)节点受到能量和传输距离的约束,有效地构建连通支配集(CDS,connected dominating set)是提高WSN数据传输效率的重要技术手段.然而,现存的多数构建CDS算法只强调CDS规模,没有考虑网络的能量均衡.为此,提出了基于休眠机制和能量均衡的连通支配集(SEBCDS,sleep-and energy-balance-based connected dominating set)算法.SEBCDS算法首先选择剩余能量高和邻居节点多的节点作为支配节点,并为支配节点选择副支配节点,然后采用休眠机制,让一部分支配节点工作,另一部分支配节点休眠,降低网络能量消耗.仿真结果表明,提出的SEB-CDS算法能够降低能量消耗、延长CDS的生命周期.与TCDS算法相比,能量消耗降低了23％,CDS的生命周期提高了约31%.     

基于非均匀分簇与路径优化的WSN路由协议

在无线传感网络中,传感节点的能量有限性,使得能量有效利用成为其"热点"问题。针对LEACH协议簇头的随机选择,导致成簇不合理或簇头节点加速死亡,簇首与基站直接通信能量消耗大的问题。提出了一种高能效路由协议UCPO。该协议根据最佳簇头个数划分区域,综合考虑簇内能量消耗和节点剩余能量选择簇头,以多跳方式完成数据的发送。仿真表明,改进协议显著减少整个网络能量消耗,延长了网络的生存周期。     

基于蚁群算法的WSN能量预测路由协议

LEACH协议中的簇头和基站采用一跳通信,导致能量消耗过快。为此,提出一种基于蚁群算法的无线传感器网络(WSN)能量预测路由协议。引入蚁群算法思想,簇头节点通过多跳方式与基站节点进行通信。在计算蚂蚁选择下一跳的概率时,考虑节点可能的能量消耗,避免路径选择过于集中。仿真结果表明,该协议能降低簇头能量消耗,延长网络寿命。     

关于多跳链路负载均衡的拓扑控制算法

拓扑结构是无线传感网络(WSN)的基础,通过对网络拓扑结构的控制,可使网络资源得到合理高效的利用.本文在经典邻近图算法的基础上,考虑到链路通信能耗最小化和均衡性的问题,提出一种新的基于本地信息的公平选择机制.通过分析多跳链路的结构特点,得出节点间相互选择的权值参数,并将节点的初始能量和剩余能量计入权值,使节点选择的数据链路传输节点是自己的逻辑邻节点.对比K-邻近图算法,实验结果显示,本文算法可使网络能量消耗更加均衡,能够延长网络生存周期.     

基于节能的无线传感器网络LEACH协议改进

由于传感器节点电池电量有限，因此在无线传感器网络中如何节能是一个关键问题。对经典的LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议做出改进：提出了一种新型的簇首选择机制。算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首的选择，从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性，进一步保证网络内节点能量负载的均衡性。仿真结果表明，新型的簇首选择机制能够有效平衡节点的能量消耗分布，延长节点与网络的寿命。     

基于LEACH的线性预测能耗均衡路由协议

LEACH协议是无线传感器网络中层次型路由协议的典型代表,网络中节点自动成簇,簇内成员通过簇首与基站通信,网络定时选举簇首以均衡节点能量.但节点在空间上分布不均以及在每轮稳定阶段担当簇首的节点能耗不均都会使得网络平均性能下降.提出了基于LEACH的线性预测能量消耗均衡路由协议,能够通过预测下一轮的能量消耗速率来动态调整下一轮的簇首切换的时长.仿真结果显示该协议在能量消耗、实际单位比特所耗能量和网络生命周期等方面性能更好,能均衡网络能量消耗,延长网络生命周期.     

无线传感器网络最小能量簇群构造策略

尽可能延长无线传感器网络（WSNs）的生命周期是设计和部署网络所面临的最大挑战之一。由于节点配备的能量有限，采用分簇方式组织节点可以极大地降低节点与Sink节点通信的能耗。簇群成员节点和簇头的通信方式与簇群的拓扑结构决定整个簇群的能量消耗速度。文中分析了簇群节点采用Multi-hop通信方式时，节点通过中继节点与簇头通信时能量消耗的模型，然后在选择链路的最优跳数的基础上，提出建立最小能量中继链路的方法，实现通信能耗的最小化。对WSNs的设计和实施具有一定的指导意义。     

一种基于能量均衡的无线传感器网络协议

无线传感器网络协议LEACH中提到了分簇的思想,能够有效的减少节点在通信中的能量消耗,延长网络的生存时间.为了更有效的减少节点的能量消耗,延长网络的生存时间,可以在分簇的算法中采用能量均衡的思想,同时簇头收集数据后通过一棵路由树向汇聚节点发送数据.实验表明采用基于能量均衡的分簇算法的无线传感器有更好的整体性能和网络生存时间.     

无线传感器网络分簇路由算法研究与改进

在LEACH协议基础上提出一种基于能量和距离的多跳路由算法AECRA(An Efficient Cluster-based RoutingAlgorithm)算法,根据节点的剩余能量和其到相邻节点的能量消耗来选取簇首节点,簇首节点和Sink节点间采取单跳和多跳模式通信,并采用Wardrop均衡原理选择"费用"最少路径传输数据。仿真实验表明,新算法有效的节省了节点的能量消耗,延长了网络的生存周期。     

异构无线传感器网络支配集拓扑控制算法

采用最小连通支配集的理论,研究异构无线传感器网络拓扑结构的优化问题.针对传感器节点的通信能力异构特性,综合通信链路质量、节点传输范围与剩余能量,构建起一种度量异构节点能量有效性的区域能量消耗率函数.利用该函数判断通信区域的能耗速率并确定支配节点的选择,设计了一种最小连通支配的分布式拓扑控制算法.实验结果表明,执行该算法构建起的网络拓扑具有通信链路可靠和能量利用高效的特点,能够大幅度提高异构无线传感器网络的生命周期.     

基于网络编码感知的能量均衡的ZigBee路由策略

ZigBee网络通常通过电池提供能源,某些节点的电池能量消耗较大,会导致网络分割和节点过早死亡,影响整个网络的生存。为了实现ZigBee网络的能量优化,延长网络生存时间,提出一种基于网络编码感知的能量均衡的ZigBee路由策略NCEBR（ Network Coding-aware based Energy-Balanced Routing）。该策略能够选择具有最小总能耗和最小剩余能量的路径传输分组以均衡网络节点能量消耗,同时通过网络编码降低节点能耗。仿真结果表明,与传统的ZigBee路由协议相比,NCEBR策略能够减少死亡节点数,均衡网络能量消耗,延长网络生存时间。     

无线传感器网络中一种能量自适应的簇首选择机制

提出一种能量自适应的簇首选择机制．算法通过综合考虑候选节点的剩余能量级、通信能量损耗等参数来优化簇首的选择，从而有效地避免了低能量节点被选为簇首的可能性，进一步保证网络内节点能量负载的均衡性．仿真结果表明，改进的簇首选择机制能够很好地均衡网络能量损耗分布，有效延长近30%的网络生存时间．     

无线传感器网络中结合节点传输范围和网络编码的节能策略

在无线传感器网络中,汇聚节点附近的节点在传输数据时需要承受巨大的通信负载,节点能量消耗非常快,容易出现能量空洞问题,因此这片区域变成了整个无线传感器网络的通信瓶颈。为了节省瓶颈区域的能量消耗,通过分析节点的传输范围对节点能耗的影响,合理调整瓶颈区域内节点的传输范围,并结合网络编码方法,提出了TRNC策略。理论分析和数值模拟结果表明,该策略能有效地提高整个网络的能量利用率,并且有助于减少节点的能耗。