一种可调节转发区域的水下传感器路由

水下无线传感器网络路由是水下物联网重要组成部分,可靠高效节能是水下无线传感器网络路由最关心的问题;针对水下无线传感器网络节点路由中能量消耗不均衡和过多冗余转发增加能耗而导致水下无线传感器网络生存周期缩短的问题,提出一种可调节转发区域的水下传感器路由协议(ESAFDBR);ESAFDBR路由协议考虑了当前节点深度和剩余能量,还考虑节点两跳邻域内信息,以这种方式有效减少网络遇到空洞的可能性,平衡网络能量;此外,为抑制冗余节点参与转发,设计划分转发区域,并可根据节点密集程度自适应调整划分区域,有效地提高网络性能.     

无线传感网络中基于无线能量补给的能量感知路由算法

针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。     

无线传感器网络中ERARP拓扑控制算法*

为了延长无线传感器网络的生命周期,进行了无线传感器网络中节能路由协议的探索性研究,提出了一种新的节能路由协议并将其具体实现.首先分析了传感器网络应用的特点以及设计和应用中的限制,综述了现有传感器网络中节能路由设计的方法,设计并实现了一种基于能量的半径自适应路由协议ERARP;然后在OPNET仿真平台上对该协议进行了仿真模拟;最后与无线传感器网络传统的两种节能路由协议基于信息协商的传感器网络协议和直接扩散协议在同等条件下针对节点能量使用、延迟、丢包率和吞吐量等四个性能评价指标进行了对比.结果表明,ERARP使得节点能够根据自身剩余能量的状况对节点的运行模式进行控制,同时对无线模块的收发半径进行动态调整,达到节能目的.     

无线传感器网络中关键节点的节能问题

无线传感器网络是能量受限的网络,近年来发表的路由协议考虑了传感器节点的节能问题,但是未在重要程度不同的节点之间进行区分.将网络拓扑中的关键节点概念与路由协议的设计相结合,给出了如何在路由过程中标示关键节点以及如何进一步为关键节点节能的算法.实验结果显示,算法能够有效地延迟网络的分离.     

无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由

针对节点能量分布不均匀的无线多媒体传感器网络中大数据量传输问题,提出一种无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由算法EACM。该算法通过平衡路由节点间剩余能量差异,调节多路径聚集程度来均衡网络能耗减少数据包在路径上的延迟。仿真结果表明EACM算法能有效地延长网络生存期,减少数据包在路径上的时延。     

基于预测的传感器网络副本自适应控制机制

最小跳数路由无线传感器网络具有自动倾向于路径最短、时延最小、能量最省的潜在优点,但已有机制尚不能保证这些优点的充分发挥.为充分发挥最小跳数路由无线传感器网络的潜在优势,在传统的最小跳数路由无线传感器网络数据汇聚机制的基础上,引入基于预测的自适应数据副本保证与抑制机制,形成MHR-DC网络模型.MHR-DC网络在基本不增加数据分组汇聚全程转发跳数的前提下,通过同跳节点代传以保证所有源生负载的高可靠传输、通过抑制数据分组的重复传送程度以提高网络能量效率、通过避开转发负载重的节点区域以达到负载均衡,优化网络综合性能指标,并增强网络时延最小的潜在优势.理论及仿真分析表明,该机制能保证网络数据传输的高可靠性和能量有效性以及优越的网络综合性能.     

能量均衡的无线传感器网络短路径路由算法

如何均衡地使用无线传感器网络节点的能量并产生较小的网络延迟是无线传感器网络研究的一个难点. 本文提出了一种能量均衡的无线传感器网络短路径路由算法EB-SPR (Energy-balanced short path routing). 首先将网络构造成层次结构, 节点根据上一层邻节点能量水平并优先使用剩余能量多的节点作为下一跳来转发数据包, 这种方式有效地平衡了网络能耗, 进而提高了网络生命周期. 另外, EB-SPR通过在路由中限制数据包在同一层被转发的次数来降低数据到达基站的跳数. 本文证明了EB-SPR下源数据包到达基站所经历的跳数最多为最短路径路由算法的2倍, 所以本文算法产生的网络延迟具有明确的上界. 模拟实验表明EB-SPR有效地延长了网络生命周期并能产生较小的网络延迟.     

基于最优连通功率的无线传感器网络路由算法

为了延长网络生存时间,保持节点的能耗平均衡,提出了一种最优连通功率的无线传感器网络路由算法。首先根据最优连通功率选择最优的邻居节点集合,然后根据节点剩余能量选择簇首,并采用自适应的簇间通信方式,最后在Matlab 2012工具箱进行仿真测试。实验结果表明,相对于当前经典路由算法,提出的最优连通功率路由算法解决了传感器节点耗能不均衡难题,提高了无线传感器节点的能量利用率。     

一种能量高效无线传感器网络路由协议的设计

在无线传感器网络中提高节点能量问题的研究中,首先对无线传感器网络经典的分簇路由协议LEACH进行分析,针对LEACH中存在的少能量节点,或者偏远节点选为簇头节点,容易导致节点加快死亡、网络能量利用率降低的问题,通过改变簇头选择策略,综合考虑节点剩余能量和地理位置等参数的方法,提出一种新的路由协议,避免选取少能量节点为簇头.经NS2的仿真结果表明,提高了网络能量利用率.能量高效LEACH协议比LEACH原协议延长了28%的网络生存时间,并对延迟了第一节点死亡(FND)时间27%,并使得更多的能量利用于网络开始真正死亡之前,提高了网络能量利用率.     

一种基于马尔可夫博弈的能量均衡路由算法

针对无线传感器网络中耗能不均问题,引入马尔可夫博弈理论,构建了无线传感器网络的马尔可夫博弈模型.在能量均衡路由分析的基础上,给出了一种基于马尔可夫博弈的能量均衡路由算法,该算法从无线传感器网络整体耗能出发,兼顾节点之间的合作.定义了能量和信誉值的二元收益函数,给出了节点转发的状态转移概率,根据收益函数进行能量调节,求解出能量和收益之间的均衡系数——纳什均衡,实现了节点能量的均衡消耗,延长了网络的生命周期.使用PRISM概率仿真工具进行仿真,验证了该博弈模型存在纳什均衡点,同时表明该模型能促进节点之间合作,最大化无线传感器网络的生命周期.     

Joint routing, scheduling, and power control for multichannel wireless sensor networks with physical interference

Reliability and real-time requirements bring new challenges to the energy-constrained wireless sensor networks, especially to the industrial wireless sensor networks. Meanwhile, the capacity of wireless sensor networks can be substantially increased by operating on multiple nonoverlapping channels. In this context, new routing, scheduling, and power control algorithms are required to achieve reliable and real-time communications and to fully utilize the increased bandwidth in multichannel wireless sensor networks. In this paper, we develop a distributed and online algorithm that jointly solves multipath routing, link scheduling, and power control problem, which can adapt automatically to the changes in the network topology and offered load. We particularly focus on finding the resource allocation that realizes trade-off among energy consumption, end-to-end delay, and network throughput for multichannel networks with physical interference model. Our algorithm jointly considers 1) delay and energy-aware power control for optimal transmission radius and rate with physical interference model, 2) throughput efficient multipath routing based on the given optimal transmission rate between the given source-destination pairs, and 3) reliable-aware and throughput efficient multichannel maximal link scheduling for time slots and channels based on the designated paths, and the new physical interference model that is updated by the optimal transmission radius. By proving and simulation, we show that our algorithm is provably efficient compared with the optimal centralized and offline algorithm and other comparable algorithms.     

一个能量收集无线传感器网络路由协议

针对周期性数据收集无线传感器网络应用,提出一个能量收集无线传感网络路由协议EHRP,以高效的能量估计和链路评估为基础,通过基于收集能量优先的选路实现多跳报文转发,构建起能量均衡消耗的多跳传感器网络.仿真结果表明在具有能量收集能力的传感器网络中,EHRP能够充分利用节点的能量收集能力,实现网络能量均衡,延长网络的生命周期,同时提高了数据传输的可靠性.     

基于链路可靠性的两跳QoS路由

针对工业无线传感器网络对路由协议的QoS要求，研究了一种基于链路可靠性的两跳QoS路由（Link-Reliability Based Two-Hop Routing for QoS Guarantee in Industrial Wireless Sensor Networks， LRTHQR）.采用两跳速度策略和数据优先级调度策略提高实时性，采用改进的信任评估模型以选择可信路径进行路由，采用基于接收功率的链接概率和数据包重传次数作为衡量链路可靠性的指标，同时采用能够综合考虑节点剩余能量和转发能耗的转发策略，以改善网络寿命.仿真结果显示：与未考虑链路可靠性的NCSRT （NodeCredible Security Routing for IWSN Based on THTR）算法相比， LRTHQR算法在丢包率、时延以及包平均能耗方面有着明显优势；与同样侧重QoS要求的LRTHR （Link-Reliability based Two-Hop Routing）算法相比， LRTHQR算法在截止期错失率、路由开销以及包平均能耗方面有着显著提升.     

一个低开销的无线传感器网络多径路由协议

针对多对一的周期性数据收集应用,提出一个低开销的逐跳多径路由协议LOMP,综合利用定期和实时估计器评估链路质量,在此基础上实现高质量的多径路由。与现有的多径路由协议相比,LOMP并不提供端到端的节点独立的多径路由,而只是确保在报文的每一跳转发过程中都有多条路径可用。仿真结果表明LOMP能够提高选路质量,以较小的能量开销提高数据传输的可靠性。     

均衡能耗和时延的无线传感器网络组内融合机制研究

主要研究实时监测无线传感器网络系统中的数据传输时延及网络的能量效率的均衡优化,提出了一种基于博弈论的无线传感器网络组内数据融合(GA-G)模型.该机制采用逐级分层的融合架构,可以最小化网络的原始数据输出量并通过建立博弈模型均衡了节点的能耗及数据传输的时延.仿真结果表明该融合机制能提高网络数据融合的实时可靠性.     

基于改进支持向量机的无线传感器网络路由优化算法

为了解决当前无线传感器网络路由算法能耗大的缺陷,设计了基于改进支持向量机的无线传感器网络路由算法(PSO-LSSVM)。首先建立了无线传感器网络路由能耗的数学模型,然后通过组合模型的节点剩余能量进行在线估计,选择能耗最小的路由进行数据传输,最后在Matlab 平台上对该算法的性能进行测试。结果表明,PSO-LSSVM可以快速找到能耗最小的路由,改善了数据传输的可靠性,降低了数据的传输时延,而且综合性能优于对比的无线传感器网络路由算法。     

基于QoS的无线传感器网络路由

综合考虑无线传感器网络的路径节点最小能量、路径能耗、延迟、信道错误率等因素,采用QoS路由对不同的查询业务实现区分服务。通过对传统的定向扩散路由算法的扩展,在保证业务可靠性要求的前提下,组合利用“路径节点最小能量/路径能耗”和“最小跳数”信息,提出了一种针对尽力而为业务和实时业务的QoS路由算法。仿真结果表明,扩展后的算法能满足业务的可靠性要求,随信道错误率的增加,它能更好地均衡网络各节点的能耗。     

权衡能耗与延迟的数据融合算法研究

在无线传感器网络的路由协议中考虑数据融合能极大地提高网络生存期性能,但随之会带来网络可靠性下降、数据传输延迟增加等问题。设计一种新的可权衡能耗与延迟的数据融合算法ECLT,通过二级模糊综合评判的方式来调整原有的路由信息,增加数据传输路径间的交叠,以提高数据融合度、延长网络生存期;同时,传感节点在转发数据的过程中还可根据本身状态来动态调整进行数据融合的等待时间,从而在均衡网络中各节点能耗的同时减少了数据传输延迟。经仿真验证,该算法能在极大的延长无线传感器网络使用寿命的同时降低数据的平均传输延迟。     

一种QoS保证的WMSNs实时路由协议

为了满足无线多媒体传感器网络(WMSNs)对数据的实时性要求,本文提出了一种QoS保证的WMSNs实时路由协议(WMSNRR).该协议在路由选择时,充分考虑两跳节点的转播速率及剩余能量等信息.同时,还采用了一种基于缓存队列长度和节点收发数据率的控制方法,区分业务进行拥塞控制.仿真结果表明,在节点非均匀分布的情况下,该协...