无线传感器网络拓扑控制算法研究进展

对于无线传感器网络而言,拓扑控制是一个基本问题,对网络性能的影响很大,其目标是用最小的能量维持网络拓扑。文章较为详细地介绍了现有的无线传感器网络拓扑控制算法,并分析了各种控制算法的优缺点,探讨了拓扑控制算法今后的重点研究方向。     

一种可自维护的无线传感器网络拓扑控制算法

在温室、救灾等环境监测过程中,无线传感器网络会因频繁发生自然故障和遭受恶意攻击而引起网络可生存性问题,针对这一问题提出了一种可自维护的具有抗毁性的拓扑控制算法。仿真结果表明,该算法能够简单有效地构建并维护容错拓扑结构,在节点失效时保证网络拓扑容错抗毁,使得无线传感器网络具有可生存的能力。     

一种基于生成树的无线传感器网络拓扑控制算法

文章主要介绍了一种基于生成树的无线传感器网络拓扑控制算法,通过限制代价较大的通信链路来解决网络的连通性与网络拓扑结构的稀疏性之间的矛盾。实验结果表明这是一种有效的拓扑结构控制方法,不仅能够保证了网络的稀疏性,而且能够有效的延长网络的生存周期。     

一种低能耗层次型无线传感器网络拓扑控制算法

提出一种低能耗层次型拓扑控制算法(A low-power hierarchical wireless sensor network topology control algorithm, 简称LPH算法). 该算法是一种支持多跳网络、降低能耗的多级组网控制算法. 它将拓扑控制分为组网和拓扑维护两个阶段, 其中组网阶段包括选择簇头、标识簇头及簇内节点、优化拓扑三个任务, 算法在各个阶段、各个任务中都考虑了节能. 同时, 在簇头选择时考虑了簇头节点分布均衡问题, 通过优化拓扑降低簇内通信能耗. 其次, 通过静态地址与动态地址结合的方式提高网络层次及可维护性. 本文详细介绍了LPH算法及其思想, 给出算法的空间复杂度、时间复杂度及能耗分析, 并基于NS2仿真工具, 对LEACH、PEGASIS和LPH三种算法分别进行了模拟仿真, 说明LPH算法的性能与优势.     

基于能量感知的无线传感器网络拓扑演化

针对无线传感器网络中能源效率的问题,引入复杂网络理论的研究方法,提出基于能量感知无线传感器网络拓扑动态演化模型。在建模过程中考虑到无线传感器网络拓扑变化与节点的度数和剩余能量密切相关,而且网络中节点和链路是有增有减的动态行为,利用连续场理论推导出此模型具有无标度的特征,无标度网络对于节点的随机故障具有较高的鲁棒性。数值计算与实验仿真结果显示,算法可以有效地改善整个网络的结点均衡能耗。     

一种采用定向天线的无线传感器网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络实际应用中存在节点分布不均匀的情况,提出一种采用定向天线的无线传感器网络拓扑控制算法DATCA,算法充分利用了定向天线较高的能量效率及较强的干扰抑制等特性。本文利用有边界的帕累托分布构建节点分布模型,OPNET仿真结果表明:DATCA算法在保证网络连通性的同时,相比传统拓扑控制算法显著提高了网络的性能。     

一种自适应的混合型无线传感器网络拓扑控制算法

针对特定应用场合的混合型拓扑控制算法是W SN拓扑控制领域的研究热点之一。在研究经典的面向事件驱动型网络拓扑控制算法—ASCENT基础上,提出了一种自适应的混合型拓扑控制算法—AHTC算法。针对大规模事件驱动型网络场景应用,解决了ASCNET算法不能适应于大规模网络、未考虑节点剩余能量、网络丢包率高等问题。仿真结果表明,改进的算法有更好的节能性和稳定性。     

一种无线传感器网络拓扑的启发式分簇控制算法

无线传感器网络的首要设计目标即延长网络生命期,而网络拓扑作为上层协议的重要平台,是实现这一目标的支撑基础. 为了研究符合网络生命期目标要求的传感器网络拓扑控制方案,针对传统分簇算法的部署受限或可靠性缺乏等弊端,从理论上对分簇需求进行了建模分析,最终转化为携近似优化目标的簇划分及簇头选取问题,进而提出了一种启发式的分簇控制算法. 通过实验对方案进行了性能分析和验证,结果表明该算法以较合理的簇规模进行分簇划分,所获拓扑结构具有全局能耗低、骨干网健壮性高的特点,能有效地延长WSN的生命期.     

无线传感器网络能量高效综述

综述了无线传感器网络中能量高效的相关工作。结合其自身特点,首先对传感器网络能耗和能量高效途径进行了分析,然后结合已有研究,从无线传感器节点和无线传感器网络两方面阐述了能量高效策略。     

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。     

无线传感器网络分簇拓扑控制算法

通过对经典的分簇算法HEED和EEUC进行研究与分析,对它们不足之处进行了改进,提出了一种新的基于双簇首节能的无线传感器网络分簇拓扑控制算法,即DCHEB算法。该算法提出了一种新的簇划分方案,通过此方案可以对无线传感器网络进行合理分簇,使得簇首节点位于合适的位置上,平均了各个簇的节点个数,可以避免簇内的边缘节点过早死亡。最后通过理论分析和仿真工具验证了该算法对减少无线传感器网络的能量消耗和延长其生存时间有很好的作用。     

无线传感器网络自适应性拓扑控制的研究

自适应拓扑控制方法用到多跳两层无线传感器网络(WSNs),在每个簇中用两类传感器,有效且低开销的传感器节点N感知环境现象信息,并传输它们的信息到汇聚节点S,所有Ss协同工作去除随机信息并传输数据到基站BS。因为覆盖范围依赖于它的汇聚节点的工作情况,而汇聚节点的能耗在网络的生命期中是关键性因素。这个方法主要是从节点路由能量匹配角度出发,设计可控制数据流路由路径,用于尽可能有效地保持网络能量,并不是仅仅考虑路径的最优选择,而是考虑能效的最优方式选择路由,从而增加整个网络的生命期。     

一种无线传感器网络可靠拓扑的生成算法

在无线传感器网络（ WSNs）的应用中,网络中的节点需要将采集到的数据信息传送到汇聚节点,其信息传输的可靠性是十分重要的。然而,由于无线通信信道容易受到干扰和噪音的影响,极限情况时甚至可能造成数据传输失败,这对无线传感器网络的正常工作提出了极大挑战。针对上述问题,提出一种可靠拓扑的生成算法,通过该算法设计了一组可靠的路由拓扑,并通过仿真验证了其可靠性。     

一种传感器网络容错拓扑控制算法

基于对局部最小生成树拓扑控制算法的研究,提出了对该算法改进的容错拓扑控制算法。通过广播来收集节点的局部信息构造局部最小生成树,并通过深度优先搜索算法使得任意两节点间至少存在K（K=2,3）条内部节点互不相交的路径,保证网络的K连通和容错特性。仿真结果表明：该算法降低了网络的功耗,提高例了网络的容量,网络的容错性能和生存能力都有了较大的提高。     

无线传感器网络的拓扑控制研究*

讨论了拓扑控制的目标,利用随机图理论研究了无线传感器网络拓扑控制的模型及代表性算法;基于网络结构的不同,分析和比较了无线传感器网络中各种拓扑控制机制的特征;深层剖析了无线传感器网络拓扑控制与连通、调度之间的关系;最后对拓扑控制亟待解决的问题进行了总结和展望。     

无线传感器网络软故障诊断算法

在无线传感器网络中,软故障节点会产生并传输错误数据,这不仅会形成错误的决策,还会消耗能量,为此,提出一种基于节省能量的故障诊断(EFD)算法。该算法利用节点感知数据的空间相似性,通过对邻点所感知的传感数据进行比较,确定检测节点状态。对于网络中存在的节点瞬时故障,该算法引用TF模型思想,避免了不必要的数据比较,减少了时间冗余的检测次数。仿真结果表明:EFD算法能够提高网络诊断精度,同时可以降低诊断过程的能量消耗。     

基于最短路径的异类传感器网络分布式拓扑控制

针对异类传感器网络提出了一种基于最短路径的分布式拓扑控制（SPD/TC）算法。该算法利用网络中所有节点的局部信息保持网络的连通性,同时,利用最短路径算法计算链接权值的大小来进行拓扑结构的调整。将该算法与DRNG算法的节点度和平均链接长度进行仿真分析,仿真结果表明：该算法能更有效降低干扰,节省网络能量,提高了网络的性能。     

基于能量剩余的TopDisc算法拓扑控制研究

在保证无线传感器网络连通性和覆盖度的前提下,通过选择良好的拓扑控制机制,能够提高网络通信效率并延长网络的生命周期。在分析TopDisc算法的基础上引入能量剩余,得出一种改进的TopDisc算法,并对算法进行仿真,结果表明:改进的算法在网络的生存时间上要长于原算法,在节点剩余能量上比原算法更平均。     

基于网格拓扑的无线传感器网络低能耗路由策略

针对无线传感器网络的能量消耗,提出了一种新型高效的低能耗路由算法。基于网格拓扑结构,主要解决了延迟约束下的中继节点选择问题。通过将问题转化为0～1整数线性规划,可以得到最终的中继选择。所研究的算法主要应用于实时无线传感器网络系统,它能够在满足延迟约束的条件下给出低能耗的路由策略。仿真结果表明:提出的算法能有效地减少无线传感器网络的能量消耗,延长网络寿命。