基于普通节点负载均衡的RPL路由协议

传统的RPL路由协议并未涉及到节点负载均衡的问题,容易造成网络局部负载过重导致部分节点死亡。阐述了RPL路由协议的拓扑构建、路由过程及一些现有的目标函数,定义了邻居距离和剩余能量级别两个参考指标,通过划分能量级别和改变通信半径两重负载均衡方法,提出了一种基于普通节点负载均衡的RPL路由协议——OLB-RPL。通过实验仿真验证结果证明改进后的协议可以实现网络中普通节点的负载均衡,并且在减少节点能量消耗的同时延长了整个网络的生存时间。     

基于普通节点负载均衡的RPL协议路由协议

摘要：传统的RPL路由协议并未涉及到节点负载均衡的问题,容易造成网络局部负载过重导致部分节点死亡。本文阐述了RPL路由协议的拓扑构建、路由过程及一些现有的目标函数,定义了邻居距离和剩余能量级别两个参考指标,通过划分能量级别和改变通信半径两重负载均衡方法,提出了一种基于普通节点负载均衡的RPL路由协议——OLB-RPL。通过实验仿真验证结果证明改进后的协议可以实现网络中普通节点的负载均衡,并且在减少节点能量消耗的同时延长了整个网络的生存时间。     

基于粒子群优化算法的RPL负载均衡研究

针对现有IPv6路由协议在建立网络拓扑过程中未考虑负载均衡,易导致低功耗有损网络出现部分节点能量过早耗尽、链路发生堵塞等问题,提出了一种基于父节点拥塞程度及其能量损耗的粒子群优化RPL路由协议(PSO-RPL)。通过将各子节点周围所有节点中Rank值最低的节点作为父节点集,并根据父节点集中所有节点的负载因子和剩余能量构造适应度函数的基础上,PSO-RPL借助粒子群优化算法获得了各子节点的最优父节点,从而实现了所有父节点的负载均衡。仿真结果表明提出的PSO-RPL协议实现了网络负载的有效均衡,延长了整个网络的生命周期,降低了整个网络的能量消耗。     

无线传感器网络的RPL路由协议研究

路由协议执行网络拓扑描述、路由选择和数据包转发的功能,影响整个网络的性能和存活时间。现有的路由协议需要发送大量数据包维护网络拓扑,以及大量的存储空间来存储路由条目。由于硬件的限制,无线传感器节点无论是能量,还是其处理能力、存储能力都受到极大的制约。因此,IETFRoLL工作组提出了一种针对低功耗有损网络的IPV6路由协议,即RPL路由协议。文中对RPL路由协议的拓扑构建过程、数据包路由过程和Trickle定时器的算法等进行了分析,通过使用COOJA仿真工具对其进行仿真,验证了RPL路由协议在低功耗有损网络中具有较高的性能。     

一种负载均衡的RPL多路径数据传输机制

低功耗有损网络路由协议(RPL)由于负载不均衡导致节点能耗失衡。为此,提出一种RPL多路径数据传输机制。在网络拓扑构建过程中依据数据传输代价选出每个节点的最优多父节点集。结合无线链路质量、节点剩余能量、节点缓存占用率以及中继节点的子节点数量等度量,设计一种数据流量分配度量标准,基于该度量标准提出能够最大化均衡网络负载的流量分配策略,以获得最优数据传输方案。仿真结果表明,相对RPL、ELT-RPL机制,该机制能够最大化地实现负载与节点能耗均衡,延长网络生存时间并提高路由可靠性。     

无线传感网络中的RPL路由协议研究

现有的低功耗有损网络路由协议RPL以跳数为唯一的路径选择度量,这样会导致Sink节点周边位置的节点数据压力过大,从而过早将其电量耗尽。为了更好地平衡网络能耗,缓解Sink周边节点的压力,文章在原路由协议的基础上,提出了考虑节点剩余能量的路径选择策略;即在路径选择时综合跳数和节点能量两方面因素,让数据尽量从能量充裕的节点传输。经计算机仿真验证:改进后的路由协议对平衡网络能耗、延长网络整体的生命长度具有较为显著的改善。     

能量均衡的AD Hoc网络路由协议研究

传统的AD Hoc路由协议由于节点的能量不均衡,导致网络耗能较大,减少了网络生命周期;从能量均衡角度提出了一种能量优化的Ad Hoc网络路由协议(EOARP协议),通过引入公共经济学中洛伦茨指数法来衡量网络的能耗均衡,结合节点通信繁忙程度、节点剩余能量等因素建立代价函数PEQ,选择剩余能量相对较高,通信繁忙程度较轻的路由链路,从而达到均衡网络的目的;仿真结果表明,EOARP协议在数据传输性能、能量均衡、以及网络节点剩余能量等方面指标均有较大改善,有效地延长了网络生命周期。     

基于负载均衡的簇间路由协议

针对无线传感器网络簇头节点负载不均衡的问题,提出一种基于负载均衡的簇间路由协议.该协议通过记录邻居簇头节点到Sink节点的最小跳数信息建立到Sink节点的多条路径,根据簇节点的剩余能量和负载选择合适的路径进行路由,从而实现了簇头节点间的负载均衡.仿真实验结果表明,该路由协议能有效地均衡网络负载和簇头节点能量消耗,减少数据传输延迟,延长网络生存时间.     

无线传感器网络中一种负载均衡的跳跃式路由协议

如何实现能量的高效利用,延长网络的生命周期一直是无线传感器网络研究的热点.在传统的路由协议中,靠近基站的节点由于要转发其它节点的数据容易过早耗尽能量而失效.本文基于传感器节点传输功率可调这一假设,提出了一种负载均衡的跳跃式路由协议(LBR).协议中每个节点维护K跳的路由表.在需要发送数据时,剩余能量较少的节点将数据发送给下一跳节点,而剩余能量较多的节点可以跨越多跳进行数据传输.从而均衡了节点的能量消耗.模拟结果表明,采用该协议建立的路由,不仅具有延时小,数据传送的路径长度短,维护简单等优点,并且能够改善网络的负载均衡,极大地延长网络的生命周期.     

无线传感器网络的 RPL 路由协议研究

路由协议执行网络拓扑描述、路由选择和数据包转发的功能,影响整个网络的性能和存活时间.现有的路由协议需要发送大量数据包维护网络拓扑,以及大量的存储空间来存储路由条目.由于硬件的限制,无线传感器节点无论是能量,还是其处理能力、存储能力都受到极大的制约.因此,IETF RoLL 工作组提出了一种针对低功耗有损网络的 IPv6路由协议,即 RPL 路由协议.文中对 RPL 路由协议的拓扑构建过程、数据包路由过程和 Trickle 定时器的算法等进行了分析,通过使用 COOJA 仿真工具对其进行仿真,验证了 RPL 路由协议在低功耗有损网络中具有较高的性能     

IRPL: An energy efficient routing protocol for wireless sensor networks

This study aims to overcome the disadvantages of the original RPL (IPv6 Routing Protocol for Low power and Lossy networks) routing protocol (RPL including problems with energy consumption and energy load balance). We developed a relatively balanced RPL – the improved protocol (IRPL). This protocol is based on an efficient clustering algorithm and an effective topology control model of the loop domain communication route. The clustering algorithm can be used to calculate the optimal number of cluster heads by assumption of the network model. Combined with the clustering probability model and the node competition mechanism, the cluster head node in the wireless sensor network was used to complete the clustering process. In the topology control model, the wireless sensor network was divided into concentric rings with equal areas. Nodes determined the best network route, depending on different levels of ring domain and the optimal forwarding communication area defined in this study. Simulation results indicate that the IRPL routing protocol can reduce overall network energy consumption, balance network energy consumption, and prolong network lifetime.     

一种基于剩余能量和负载的AODV路由协议

移动自组网中的按需距离矢量路由协议(AODV)是基于最小跳数的,没有考虑能量消耗均衡及网络生命周期的问题,造成某些节点过早死亡。针对这一问题,提出了一种基于剩余能量和节点缓存队列负载的路由协议,有效地避免了能量较低和负载较重的节点参与路由。仿真实验结果表明,所提出的新协议有效地减少了端对端平均延时,延长了网络生命周期。     

一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议

在无线传感器网络（WSNs）中能量负载不均衡问题,影响了网络的生命周期。提出一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议（DCHP）,DCHP协议将节点聚合度与剩余能量作为考虑因素引入阈值计算,从而使高剩余能量且聚合度高的节点优先选为第一簇头。在此基础上,根据簇内节点能量选出第二簇头,完成簇间多跳路由转发数据。仿真实验表明：DCHP协议能更好平衡网络能量负载问题,延长网络生命周期。     

能量高效的无线传感器网络路由协议

针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。     

BE-RPL: Balanced-load and Energy-efficient RPL

Internet of Things (IoT) empowers imaginative applications and permits new services when mobile nodes are included. For IoT-enabled low-power and lossy networks (LLN), the Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks (RPL) has become an established standard routing protocol. Mobility under standard RPL remains a difficult issue as it causes continuous path disturbance, energy loss, and increases the end-to-end delay in the network. In this unique circumstance, a Balanced-load and Energy-efficient RPL (BE-RPL) is proposed. It is a routing technique that is both energy-efficient and mobility-aware. It responds quicker to link breakage through received signal strength-based mobility monitoring and selecting a new preferred parent reactively. The proposed system also implements load balancing among stationary nodes for leaf node allocation. Static nodes with more leaf nodes are restricted from participating in the election for a new preferred parent. The performance of BE-RPL is assessed using the COOJA simulator. It improves the energy use, network control overhead, frame acknowledgment ratio, and packet delivery ratio of the network.     

无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信,如果两者距离较远,则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法,提出了一种新的路由协议（Advance-Leach）。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目,簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略,有效地降低了能耗,保证了网络负载的平衡。仿真结果表明：该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高,延长了节点和网络的生命周期。     

能量均衡的低功耗有损网络路由协议

针对目前低功耗有损网络路由协议（RPL）中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL（EB-RPL）。首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能。仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4%和39.4%的平均网络生存时间。EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间。