无线传感器网络跨层优化研究

无线传感器网络系统的跨层优化理论在当前是一个研究热点.在传统的无线网络设计中,一般是沿用有线网络的设计思想,特别是利用因特网的设计思想来设计无线网络.然而由于无线传感器具有网络资源和能量受限的特点,这就使得传统的有线网络中分层设计的思想遇到了未曾预计的尴尬与挑战.本文对无线传感器网络中的跨层优化工作原理进行了叙述,比较了各个跨层优化技术的特点.最后阐述了当前跨层设计技术面临的挑战.     

一种高能效无线传感器网络MAC协议

介质访问控制(MAC)协议是无线传感器网络研究领域的基础协议和支撑技术.因此,一种能量高效的MAC协议是提高整个无线传感器网络能量效率的基础.针对无线网络中能量储备有限的特点,在分析了现有无线传感器网络节能协议的基础上,提出了一种能量高效的MAC协议.通过动态调整占空比和消除边界节点等方式,提高了无线传感器网络的能量效率,延长了网络的生命周期.     

基于跨层设计的无线传感器网络新体系

无线传感器网络是资源受限的网络,网络中节点较简单且差异小,在许多应用背景中对实时性要求较高。而传统的分层网络体系开销较大且灵活性不高,跨层技术的产生可以弥补这些不足。论文分别从实时性、收集信息需要这两方面提出新的基于跨层技术的网络设计方案,以满足不同应用的需求。     

能量受限无线Ad Hoc网络跨层设计

介绍了无线Ad Hoc网络的特点和应用,讨论了分层设计与跨层设计模式,并讨论了对有限能量的无线Ad Hoc网络跨层设计时链路层、MAC层、网络层以及应用层协议设计应考虑的因素,以及它们的交互操作。     

基于网络效用与寿命的无线传感器网络跨层优化

无线传感器网络综合了分布式信息处理技术、嵌入式计算技术、传感器技术、无线通信技术,它涉及学科知识高度密集,现已成为国内外重点关注的研究领域。伴随传感器网络的应用性越来越广泛,研发了很多新型传感器网络体系,同时,也对无线传感器网络的快速而全面的发展形成良好促进。在无线传感器网络中,系统的性能受到网络层协议和MAC层的影响较为明显,如果想要优化就必须从跨层设计的角度,结合网络层和MAC层来进行协议优化。协议以传感器网络跨层优化为基础,提出能量有效的链路稳定分簇算法,它相比典型分簇算法理论的无法适应动态网络、不易在实际的环境中实现、前提多等缺点,它在分簇算法中应用了最优发射功率传送受的功率控制机制。它在网络的吞吐量以及网络的能量有效性方面具有很好的性能。     

基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法研究

编码感知路由可以发现路由中的网络编码机会,减少数据传输次数,提高网络吞吐量,是近年来路由算法研究的一个热点.当前编码感知路由存在编码条件失效、未考虑节点能量的问题,不适合直接应用于无线传感器网络.本文提出基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法CAER (Cross layer coding Aware Energy efficient Routing).提出并证明了修正后的网络编码条件,以解决编码条件失效问题.基于跨层思想,将网络编码感知机制与拓扑控制、覆盖控制结合,挖掘潜在编码机会.提出综合考虑节点编码机会、节点能量的跨层综合路由度量CCRM (Cross layer Coding aware Routing Metric).仿真结果表明,相比现有编码感知路由,CAER能够提高网络编码感知准确性,增加网络编码机会数量5%~15%,延长网络生存时间8%~12%.     

一种传感器网络跨层能量优先成簇算法

文中提出CLEEC跨层能量优先成簇算法,基于节点剩余能量来选举簇头节点,使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间.模拟实验结果显示,与现有的典型成簇方案相比,新的成簇算法在传感器网络下提供了更长的网络生存时间和更大的网络吞吐量.     

基于无线传感器网络的跨层拥塞控制协议

无线传感器网络(WSN)中由拥塞引起的大量分组重传以及重传多次失败后的分组丢弃会导致较长的时延、较高的分组丢失率和较多的能量消耗.为了准确探测和控制网络拥塞,提出了一种基于跨层设计的拥塞控制协议,即上行拥塞控制(UCC)协议.该协议利用节点在媒质接人控制(MAC)层中未占用的缓冲器区间大小和所预测的通信流量作为该节点的...     

MintRouteEE:一种无线传感器网络能量有效的路由协议

路由是无线传感器网络的关键问题之一。通过分析TinyOS系统中MintRoute路由协议的主要结构和路由策略。提出一种能量有效的路由协议MintRouteEE。模拟结果表明，MintRouteEE能够较大地降低网络的能耗，从而达到延长网络生存时间的目的。     

能量感知路由协议在无线传感器网络中的应用与研究

本文主要围绕ZigBee协议中的能量感知路由协议进行分析和研究,重点分析和探讨了能量路由原理,能量多路径路由原理。在此基础上文中针对能量多路径路由协议提出了一种简单完整的处理方法。     

无线传感器网络通信协议

集成了微机电系统、无线通信和现代网络等多项技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理模式,其通信协议研究面临许多新的挑战.文中对各种具有代表性的协议算法性能进行了深入的比较性研究,分析指明了WSN协议设计的挑战性.     

能量有效的分布式粒子滤波

该文根据无线传感器网络节点能量有限的特点,从节能的角度提出了能量有效的分布式粒子滤波算法.该文首先给出了算法的一个总体框架,然后从大数定理出发,研究粒子数对算法性能的影响.接着,基于节点的位置信息和测量方程,提出了一种节点选择算法.通过节点选择,可以把粒子滤波算法的计算复杂度分布到各个节点,进行分布式处理.最后,通过仿真验证算法的有效性.     

An Adaptive Energy-aware Multi-path Routing Protocol with Load Balance for Wireless Sensor Networks

Using the available but limited resources of sensors more efficiently has been the recent interest in designing the routing protocols for Wireless Sensor Network (WSN). The major concern includes energy, storage and computing resources. Accordingly, we propose an adaptive energy-aware Multi-path routing protocol with load balance (AEMRP-LB). It introduces a concept named direction-angle to overcome the deficiency of broadcast and takes into account the tradeoff between the residual energy and hop count to establish multiple node-disjoint paths. The traffic load is balanced over the selected paths by using a weighted traffic scheduling algorithm considering their transmitting capacity, and then AEMRP-LB uses the advantages of Multi-path Source Routing to report the acquired data as saving the computing and storage resources of the sensors. In the scene with multiple Source-Sink pairs, AEMRP-LB can adaptively adjust the available residual energy of shared nodes so as to make reasonable use of them. The simulation results show that AEMRP-LB outperforms the two comparative schemes, and the sensors consume the energy in a more equitable way which ensures a more graceful degradation of service with time.     

一种基于跨层的无线Mesh网络路由协议

无线Mesh网络的很多技术特点和优势来自于Mesh多跳路由.因此,路由协议的研究与设计是无线Mesh网络技术的一个重要课题.由于无线Mesh网络有自身负载均衡、路由容错与网络容量等要求,因此运用跨层设计,采用更好的路由参数,使用多径路由等方法已经成为无线Mesh网络路由协议设计的重要思路.根据无线Mesh的网络特点,按照其路由协议的设计要求,分析了路由协议DSR在Mesh网络中的不足,引入跨层设计的方法,提出了采用路由质量路径帧投递率(PFDR)为路由准则,并具有负载平衡、拥塞避免的路由协议CMRP.分析和仿真结果表明,CMRP在保持Mesh网络自身优点的同时,比起DSR在网络性能上有了较大的提升,在吞吐率方面有了很大的提高,相应的时延、抖动参数均有了大幅的下降,更加适用于无线Mesh网络.     

S-MAC Protocol of Wireless Sensor Network

Energy efficiency is the primary issue for the Medium Access Control (MAC) protocol in sensor networks. Adopting periodic sleep,adaptive listen,overhearing avoidance and message passing mechanisms,the Sensor Medium Access Control (S-MAC) protocol improves energy efficiency and latency in the network. There are mainly two methods to enhance the S-MAC protocol: dynamic adjustment,and sending control and data packets under different transport conditions. For the wireless sensor network,it is not realistic to design one MAC protocol that meets all requirements of every aspect; however,it is possible to design corresponding protocols in accordance with different requirements by flexibly adopting different methods.     

Cross-Layer MAC Protocol for Semantic Wireless Sensor Network

Wireless Personal Communications - Wireless sensor networks (WSN) are ad-hoc wireless networks used in many domains involving the analysis of various properties. Along with the growth in the number...     

无线传感器网络路由协议研究

对无线传感器网络经典的LEACH路由算法作了分析,提出了一种改进型算法。通过仿真,改进后的LEACH算法提高了传感器网络的能效,延长了系统的工作寿命。     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。     

一种基于分簇的无线传感器网络MAC协议

本文提出了一种基于分簇结构的无线传感器网络MAC协议.在基于层次式路由协议的分簇网络结构中,通过综合基于竞争和基于时分复用协议的优缺点,将时间划分为交替的随机访问和调度访问两个阶段,在随机访问阶段簇内节点采用CSMA/CA实现无线信道共享.在调度访问阶段,节点根据簇首分配的时隙实现数据无冲突通信.在簇与簇之间采用FDMA避免信道干扰实现网络的扩展.分析和仿真结果表明本协议在能量效率、时间同步和网络扩展上都有所改进.     

基于无线传感器网络时间同步MAC协议研究

针对S-MAC协议中不同虚拟簇边界节点的帧的监听时隙不同,提出了在每个节点中保存一个调度表列表,设计创建生成树同步算法。根据优先级标准,在虚拟簇边界节点上进行调度取舍,实现调度的全网同步,完成虚拟簇的合并,消除边界节点,从而解决边界节点能耗过快的问题。仿真结果表明,相比于原有协议,改进后的协议减少网络能耗,降低了数据传输时延。