基于跨层设计的多判据AODV路由优化机制

针对无线Mesh网络中传统AODV协议路由判据单一从而导致路由性能较差的缺陷,提出一种多判据AODV跨层路由优化机制ACRO(AODV Cross-layer Routing Optimization).该机制基于跨层设计思想,采用最小跳数与来自物理层和MAC层的多种路由判据相互协作,考虑了传播环境和接入性能,在路由算法中定义了混合多维路由判据, 并提出多判据AODV跨层路由优化机制.理论分析和NS2仿真结果证明,这种路由优化机制提高了吞吐量,降低了网络时延和载荷,路由性能得到明显改善.     

基于蚁群优化算法的无线传感器网络跨层路由协议

针对无线传感器网络对实时性、鲁棒性及能耗平衡要求较高的特点,提出了基于蚁群算法和跨层优化的无线传感器网络路由协议ABCRO（Ant-Based＆Cross-layer Routing Optimization）。算法综合考虑各层之间的信息共享机制,将链路的通信开销和链路通信情况以数据的形式转换为网络性能优良的评估参数;通过将接纳控制网络节点机制、信息素禁忌表的双向更新、节点剩余能量信息维护及跳数更新等信息加入路由选择公式,有效增强算法的可扩展性,降低通信过程中的拥塞问题。仿真实验表明ABCRO算法能够较快的寻找出一条最优的路径,从而平衡网络能耗,降低冲突率,有效提高网络整体性能,延长网络寿命。     

区分优先级的无线传感器网络MAC协议分析与实现研究

无线传感器网络中节点的能耗直接影响了节点工作的持久程度,研究和优化MAC协议能够有效解决节点的能耗问题。基于无线传感器网络操作系统TinyOS对MAC协议进行研究,在对现有无线传感器网络MAC协议分析的基础上,结合区分优先级的思想,提出一种区分优先级的无线传感器网络MAC协议,以实际的硬件节点CC2538来探究MAC协议的改进以及对其性能的验证。结果表明该区分优先级的无线传感器网络MAC协议在负载较高时有着较好的QoS保障,能够有效降低节点的能量开销。     

无线传感器网络MDC视频传输的跨层多径路由协议

将网络协议栈的跨层优化设计思想应用于多媒体无线传感器网络,提出一种基于视频编码峰值信噪比最优的跨层多径路由协议.在跨层多径路由模型中,以最大化应用层的多描述编码(MDC)峰值信噪比作为优化目标,通过物理层的丢包率测量和MDC层的信道容量估计联合确定网络层的多径路由属性,MDC的每个描述被映射到多条链路独立的路径上分别传输,最终在Sink节点进行汇聚.对随机生成的网络拓扑求取最小跳数节点的独立两路径路由和跨层多径路由,将Foreman视频分割成2个描述编码视频沿不同路由进行传输,仿真结果验证了跨层多径路由能够降低丢包率和提高平均PSNR.跨层多径路由协议能够提高MDC视频在无线传感器网络中的传输质量.     

基于距离分簇算法的WSN组网方法

针对无线传感器网络中传感器节点能量受限不能及时供给的问题,提出一种基于距离分簇算法的无线传感器网络组网方法,旨在均衡节点负载,提高通信效率。算法由Sink节点发起,主要通过设置Sink节点的不同通信距离来划分传感器网络,根据网络层数设定每个簇的最大节点数目,引入簇首轮换机制保证网络存活周期,根据多跳通信路由函数选取簇间通信最佳路由。仿真结果验证了算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存周期。     

无线传感器网络的最优安全性跳数算法研究

在分析了最小跳数路由算法的局限性基础上提出了最优跳数算法,该算法充分考虑了无线传感器网络的跳数、能量、负载问题,以求在三者平衡中达到网络路由的最优。通过对最优跳数算法进行的仿真,显示研究成果可以有效地提高无线传感器网络路由的可靠性和稳定性,能够达到平面路由算法的最好效果,即通过传输数据量较小的邻点信息表,就可以高效、可靠地传输有效数据,得到很高的有效数据率。     

无线传感器网络角度随机路由协议

根据无线传感器网络中每个节点到汇聚节点的角度不同,提出一种新的角度路由协议.通过仿真和理论推导,给出了当源节点与目的节点距离固定时以平均路径跳数为指标的协议多跳性能,表明协议能以一半活动邻节点获得和地理位置路由协议相同的路由成功率.在采用载波侦听的介质访问控制（MAC）协议下,理论推导出单跳内传输单个数据包所需的能量消耗和总时间,进而分析了数据包传输时延性能,仿真表明,本协议相对于地理位置路由协议能减少能量和时延,且受优先区域个数的影响小,能有效延长网络的使用寿命.     

一种新的Ad Hoc网络跨层能量均衡广播协议

文章针对盲目广播带来的广播风暴问题,提出了一种新的Ad Hoc网络跨层能量均衡广播协议CLEABP.CLEABP应用跨层设计的方法,在维持原有协议层间结构分离的基础上,允许路由层共享MAC层的网络状态信息,并根据重播增加通信面积和局部能量状况在路由层调节重播延迟时间,优化节点重播分组的优先权,从而减少了分组在网络中的重复传输,降低了节点间的竞争和碰撞,均衡了网络中节点的能量消耗.仿真结果表明:与在路由层应用BCAST协议、同时在MAC层应用IEEE802.11协议相比,CLEABP延长了网络生命周期、降低了平均端对端延迟和节点平均丢包数量.     

一种基于能量均衡的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络节点能量有限的特征,在研究现有算法的基础上提出了一种基于能量均衡的分簇路由算法CRAE。新算法在簇首选择时引入了节点剩余能量与邻节点平均能量参数,同时在通信中综合考虑了最小跳数与中转节点的能量问题。实验结果表明,该算法有效均衡了网络能耗,延长了网络生命周期。     

保证服务质量的无线传感网节能跨层路由算法

针对无线传感器网络保证服务质量的路由问题,提出一种区分服务和优先级保证的无线传感网跨层节能算法,该算法对网络服务分级,在蚁群算法的路径选择时综合考虑节点的剩余能量、负载和节点位置信息,同时选择切换概率小的信道。仿真实验表明,该算法在保证服务质量的前提下,增加了路由的有效性和鲁棒性,降低并均衡各节点能耗,时延、网络生存周期等指标均体现较好性能。     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

低占空比无线传感网络能量高效的路由协议

低占空比无线传感网络中链路质量的不可靠性使数据在同一链路上需要多次传输才能成功,从而大大增加了能量消耗和等待时延。为了提高低占空比无线传感网络的生存周期,提出一种能量高效的路由协议。对链路质量和传输时延设定阈值,从邻居节点中筛选出链路质量可靠且满足时延约束的候选节点集合,在候选节点集合中选择能耗最低的邻居节点作为路由的下一跳节点。由于数据是沿着节点跳数减小的方向传输,从而使到达汇聚节点的路由在满足时延约束条件下取得最小的能量消耗。仿真实验结果表明,所提出的路由协议能够提高数据包的到达率,并有效降低网络的能耗。     

多任务自适应能量调节的无线传感器路由协议

在多任务的无线传感器数据收集网络中,提出了一种自适应的能量调节路由协议(ACCRP-MST)。ACCRP-MST考虑剩余能量和跳数的权衡,在各源节点和汇聚节点之间找到多条节点分离的路径,实现负载均衡,然后利用多路径源路由(MSR)协议上报采集数据,减少中间节点的存储和计算开销。基于NS-2的仿真结果表明,相比于其他几种能量有效的路由协议,ACCRP-MST在一定的额外开销前提下能明显提高网络寿命,保证数据传输的可靠性,整体上有效提高了网络的性能。     

能量有效的无线传感器网络协作路由策略研究

基于协作通信技术,提出了一种协作路由策略,考虑了协作节点个数、星座体积和最优跳数的影响,通过理论证明和优化算法给出了其协作路由策略理想上限,并分析了其能量效率。理论分析及仿真结果表明,基于文中方案,通过选取合适的协作节点数和每跳距离可以有效提高无线传感器网的端到端能量效率,其性能要优于传统理想多跳路由方案。     

无线传感器网络中基于机会策略的蚁群路由协议

针对无线传感器网络节点能量受限的局限性,以设计高能效路由协议为目标,提出了一种基于机会策略的蚁群分簇路由协议.在分簇算法中引入能量估计的概念,优化网络分簇;融合能量等级及路由跳数,改进蚁群多跳路由的信息素更新规则,设计机会路由策略,降低额外网络控制开销.仿真实验结果表明,基于机会策略的蚁群路由协议能够提高网络使用效率,...     

能量有效的无线传感器网络协作路由策略研究

基于协作通信技术,提出了一种协作路由策略,考虑了协作节点个数、星座体积和最优跳数的影响,通过理论证明和优化算法给出了其协作路由策略理想上限,并分析了其能量效率。理论分析及仿真结果表明,基于文中方案,通过选取合适的协作节点数和每跳距离可以有效提高无线传感器网的端到端能量效率,其性能要优于传统理想多跳路由方案。     

基于萤火虫算法优化FCM的WSN路由算法

针对无线传感器网络节点能源有限,容易出现能量负载不均衡的问题,提出了一种基于萤火虫算法优化模糊C均值(FCM)的无线传感器网络(WSN)路由算法(FFACM),优化了分簇路由算法中的分簇阶段和簇间路由建立阶段。在分簇阶段,使用萤火虫算法计算初始聚类中心,避免模糊C均值算法因初始聚类中心而陷入局部最优的问题。在选择簇首节点上,建立关于剩余能量和距离的适应度函数,选取适应度值最大的节点作为簇首节点并动态更新。通过计算节点间的链路代价并根据剩余能量和到sink节点的距离建立代价函数,选择代价函数值最小的节点建立簇间多跳路由,使得簇首节点的负载降到最低。从仿真实验结果可知,相比于其他无线传感器网络的路由算法,FFACM算法能有效均衡网络负载,降低节点能耗,从而延长网络的使用周期。     

无线传感器网络应用于智能箱式变电站的探讨

提出了将无线传感器网络应用于智能箱式变电站的监测系统,给出了基于无线传感器网络的智能箱式变电站组网方案。同时采用小CT取电装置从箱内线路上取电和电池供电相结合的方法,有效地解决了传感器节点的供电短缺问题,采用两层三簇式拓扑结构减少了路由跳数、提高了传输效率。最后以变压器室的监测系统为例,探讨了如何优化传感器节点的布置,指出今后可将箱变设备本身的智能化建设、网络安全和时钟同步问题作为研究重点。     

分簇无线传感器网络安全多路径路由协议

针对多路径路由难以有效抵御恶意节点对无线传感器网络网络层的安全攻击,将多路径路由与节点可信度评价进行有效结合,以节点的转发数据包成功率和包重传率作为直接信任指标,邻居节点对评价节点的信任作为间接信任指标,提出一种基于可信节点的安全多路径路由协议.为降低网络开销,只对簇头节点进行可信度评价,并利用节点信任值衡量下一跳节点的可靠性,计算能达到期望安全性要求的多路径数目,进行信任多路径路由的建立.仿真结果表明:该协议能够有效地均衡路由能耗,延长网络生存周期,保障无线传感器网络的路由安全.     

基于元胞自动机的无线传感网路由节能技术

针对无线传感器网络(WSN)路由协议设计需首要解决的节能问题,提出一种将元胞自动机(CA)用于无线传感器网络的高效节能机制。该机制在路由层设置元胞处理模块,通过路由报文捎带CA信息网络节点自组织形成以sink节点为中心的多级元胞自动机区域,决策节点根据通信过程中携带的元胞信息切换传感节点的工作状态以实现节能。仿真结果验证了该机制能降低网络整体能量消耗,提高能量利用率,延长整个网络生存周期。