无线传感器网络自适应规模扩展的算法设计及实现*

无线传感器网络是由大量智能传感器节点组成的多跳无线网络.针对无线传感器网络的特点,在能量有效的传感器网络MAC协议下,提出并实现了网络自适应规模扩展的算法,并利用网络仿真工具NS-2实现仿真测试.该算法在无线传感器网络MAC层实现了网络规模的可扩展性,增强了网络自适应网络规模变化的能力.     

无线传感器网络的元胞自动机自组织算法

提出一种分布式、自适应的无线传感器网络元胞自动机(CA)自组织算法,将网络中的每个节点映射成CA中的元胞,通过控制节点在不同时间的状态转换(活跃/睡眠),消除与邻居节点间的频繁通信,从而降低能源消耗。仿真实验结果表明,该算法具有较强的目标检测能力。     

无线传感器网络的元胞自动机自组织算法

提出一种分布式、自适应的无线传感器网络元胞自动机(CA)自组织算法,将网络中的每个节点映射成CA中的元胞,通过控制节点在不同时间的状态转换(活跃/睡眠),消除与邻居节点间的频繁通信,从而降低能源消耗。仿真实验结果表明,该算法具有较强的目标检测能力。     

基于数据优先级的IEEE 802.15.4自适应占空比方案

IEEE 802.15.4 MAC标准采用可选的活跃/休眠交替的超帧结构来节省网络的能耗,从而大大延长了网络生命周期。无线传感器网络节点的业务流量是时刻变化的,数据信息也存在不同优先级。而IEEE 802.15.4采用统一CSMA/CA方式访问信道没有考虑数据优先级,另外活跃期和休眠期的固定占空比在动态适应性方面表现不佳。由此,提出一种节点根据业务流量不同,区分数据优先级的自适应的改变节点占空比的方案。仿真结果表明,该方案能够动态自适应网络业务流量的变化,降低了网络功耗并且提高了网络吞吐量。     

实现无线传感器网络规模可扩展性的一种算法

无线传感器网络是由许多分布的智能传感器节点组成的多跳无线网络。针对无线传感器网络的特点,在能量有效的MAC协议下,提出了适应网络规模扩展性的分布式算法,并利用网络仿真工具NS 2(networksimulator2. 27版)实现仿真。该算法在无线传感器网络MAC层实现了网络规模的可扩展性,增强了网络自适应网络规模变化的能力。     

无线传感器网络高能效分簇路由算法

无线传感器网络与传统无线网络相比,网络节点在具有的电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命周期成为无线传感器网络的一个关键问题。在低功耗自适应分簇路由算法(LEACH)的基础上提出了一种改进算法,其主要思想在于根据监测区域面积、节点数目及基站位置来确定最优簇个数而不是低功耗自适应算法中的固定值。最后仿真结果表明,改进后的算法与LEACH算法相比,无论是在能量消耗还是网络生命周期方面都有较大的提高。     

无线传感器网络中基于贝叶斯可变频的CSMA/CA算法研究

针对于在无线传感器网络中多个节点向Sink节点发送数据包造成的延时、丢包、碰撞检测、网络阻塞等问题,在802.15.4协议CSMA/CA算法的基础上提出了一种基于贝叶斯可变频的CSMA/CA算法(BVF-CSMA/CA)。该算法将贝叶斯估值得到的参数区间与CSMA/CA的碰撞检测机制相结合,使传感器节点发送的多数据包能正常与Sink节点实时通讯,采用这种算法减少了碰撞检测、节约了能耗、降低了网络通讯量、延长了网络的生命周期。本文通过使用NS2仿真工具模拟验证了该无线传感器网络的丢包率和能耗,实验结果表明,改进后的算法显著改善了这两个性能指标。     

基于LEACH的簇树网络路由算法研究

分簇算法是目前无线传感器网络(WSN)研究的重点之一;在对LEACH算法(低功耗自适应聚类路由算法)进行研究分析的基础之上,针对LEACH算法中簇头节点与基站(BS)之间单跳通信能耗较大的问题,采用连通网络中最小生成树的Prim算法,提出了一种簇树网络路由算法;该算法使得簇头节点间通信代价耗费降低,仿真结果说明了该算法的可行性和有效性。     

一种改进的LEACH模型及其仿真分析

为了最大限度地延长无线传感器网络生命周期,对无线传感器网络传统路由算法低功耗自适应聚类LEACH进行改进,改进后的算法命名为LEACH-EC.在广播阶段选取簇头节点时引入高概率选取机制,根据节点的剩余能量和节点的集中度选取簇头节点,选取的簇头节点兼顾了节点剩余能量和节点分布状况.实验结果表明,LEACH-EC算法选取的簇头节点性能较优,能有效地减少簇内节点传输能量消耗.因此,LEACH-EC算法能够均衡无线传感器网络能耗负载,延长无线传感器网络生命周期     

基于博弈理论的无线传感器网络数据融合算法

数据融合是无线传感器网络研究热点之一。为了减少传感器节点间的数据通信量,有效地节省传感器节点能耗,延长无线传感器网络的寿命,提高数据融合的准确性,减少网络时延,提出一种基于博弈理论的无线传感器网络数据融合算法。该方法将所有网络节点根据能耗最优进行分簇,簇头与监控中心通过博弈来自适应地选择不同融合因子的融合算法,使整个网络的总效益最大。实验仿真表明,在丢包率不同时,自适应融合算法可以得到最佳的融合因子,有效实现了时延和精确性的均衡。该方法为无线传感器网络中各个指标的折中提供了参考方向。