无线传感网协作能量感知路由方法*

将多跳分集引入无线传感网中以节能,提出协作能量感知路由方法（CEAR：Cooperative Energy Aware Routing）。协作能量感知路由方法利用多跳分集方法对无线传感网经典的能量感知路由（EAR: Energy Aware Routing）方法加以改进。分析了多跳分集方法中各跳的总能耗,并基于能耗分析结果设计协作能量感知路由方法。仿真结果表明,相比于能量感知路由方法,协作能量感知路由方法有更好的节能性能。     

分布式空时分组码译码转发的协同分集技术研究

针对已有协同方案中存在的一些问题,提出了一种新的基于分布式空时分组编码的译码转发协同分集方案,设计了适合协同分簇多跳无线传感网的网络协议,讨论了协同同步情况和伙伴分配算法,仿真了新的协同分集方案的性能并验证了新方案和新协议的有效性。     

无线传感网络在结构健康监测中的应用

将无线传感网络引入结构健康监测中.根据无线传感网络的体系结构和性能标准,提出了应用在结构健康监测里的一些特殊需求.设计了一套实验系统,在此基础上,开发出几种网络协议和应用程序,实现了多跳路由,多参数采集和网络抗毁性,并应用这些程序,协同完成了载荷定位和紧固连接件松动诊断.实验证明,无线传感网络在结构健康监测中应用前景广阔.     

LEACH协议的簇头多跳（LEACH-M）改进算法

节能高效的实现路由转发是路由设计的一个关键点。总结了目前已有的无线传感器网络的传输路由模式,发现早先提出的LEACH协议虽是无线传感网中的低功耗自适应分层路由算法,但会造成簇头节点负载过重。成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术。提出的是基于LEACH算法的多跳路由改进算法,并在考虑簇头最优个数的选择下,通过采用簇头之间的多跳算法达到减少能量消耗、延长传感网的寿命的目的。实验表明此方法有效。     

可充电无线传感网络能量均衡路由算法

针对可充电无线传感网络中的能量均衡路由问题,提出在稳定功率无线充电和监测数据收集网络场景下的多路径路由算法和机会路由算法,以实现网络的能量均衡。首先,通过电磁传播理论构建了无线传感节点的充电和接收功率关系模型;然后,考虑网络中无线传感节点的发送能耗和接收能耗,基于上述充电模型将网络能量均衡的路由问题转化为网络节点运行时间的最大最小化问题,通过线性规划得到的各链路流量用以指导路由中数据流量分配;最后,考虑一种更加现实的低功耗的场景,并提出了一种基于机会路由的能量均衡路由算法。实验结果表明,与最短路径路由（SPR）和期望周期最短路由（EDC）算法相比较,所提出的两种路由算法均能有效提高采集能量的利用率和工作周期内的网络生命周期。     

利用改进的SUSAN算法优化无线传感网络簇头节点

在LEACH—C算法的基础上,提出了对传统无线传感器网络路由算法的改进,在过去的无线传感网络的路由算法中采用模拟退火算法,来实现选取簇头,改进后的算法应用图像角点检测算子-SUSAN算子,使其在簇头的选取上,定位更准速度更快。改进后的无线传感器网络路由算法能更好地节能,有效地延长了整个无线传感器网络的寿命。     

考虑节点间距的无线传感网络节点分配算法

节点间距在无线传感网络中分配的不合理,将导致算法存在节点能耗高、吞吐量低、分配效果等问题。为此,在考虑节点间距的基础上,提出了无线传感网络节点分配算法。分析无线传感网络在节点分配过程中的约束条件,在此基础上采用网格路由方法划分无线传感网络监测区域,结合贪婪算法实现无线传感网络节点的分配。仿真结果表明,所提算法的节点分配最高能耗为2.8×10^-11 W,分配后最大跳数为2,最高时间为0.62 min。由此证明所提算法具有一定的实用性。     

基于无线传感网的温室大棚智能监控系统的研究

为了实现对温室大棚环境数据的有效监控,设计了基于无线传感网络的智能监控系统.系统的无线传感网络采用层次结构的路由协议,针对LEACH分簇算法和PEGASIS链路算法进行了融合和改进,提出了一种适用于温室大棚的链簇式路由协议.无线传感节点的设计采用了无线收发芯片nRF24L01+和微控制器STM32,汇聚节点可通过GPRS模块将环境数据上传到远端上位机PC,从而实现数据的远程监控、存储和图表分析显示等功能.     

无线传感网络中拥塞控制与路由的跨层设计:分布式牛顿法

无线传感网络应用广泛, 其性能与路由选择和拥塞控制密切相关. 致力于拥塞控制与多径路由的跨层优化, 以实现在链路容量受限和节点能量受限情况下的无线传感网络效用最大化. 针对对偶次梯度算法具有收敛速度慢与信息交互量大等缺陷, 设计了具有二阶收敛性能的分布式牛顿算法来实现网络效用最大化. 通过矩阵分裂技术, 实现了只需单跳信息交互的牛顿对偶方向的分布式求解方法. 仿真结果表明, 分布式牛顿算法的收敛性能显著优于对偶次梯度算法.     

基于动态认知PSO的无线传感网络高效路由

研究无线传感网络高效节能路由的问题. 无线传感网络中的节点需要使用电池等一次性能源来进行能量供应, 很多恶劣的环境下无法对节点进行能量补充. 传统的无线传感器网络路由协议主要集中在网络质量或者能源解决的某一方面, 保证了网络质量的网络如果网络工作时间较长就有一些节点因为能量耗尽而死亡, 相反如果仅保证能源节约的网络却无法保证网络的质量. 为此提出一种基于动态认知PSO的无线传感网络高效路由的方法, 分析无线网络的架构以后在传感器节点的路由寻找中引入动态认知的PSO算法, 对节点当前的能量状态与路由信息实时     

无线传感网络中协作分集路由协议的研究

在无线传感网络系统中,协作分集是对抗多径传播引起的信道衰落的一种有利的方法,但是目前大多数协作分集的研究集中在物理层,协作引入后对于网络的更高层的影响并没有很好的展开讨论。基于协作分集中协作路由协议是一个新的研究领域,介绍了协作分集以及GeRaF和GnRaF两种协作路由协议。这两种协议摒除了传统路由协议依靠拓扑信息和路由表的弊端而是只根据节点自身及周围节点的地理位置信息及角度信息的新型路由协议。     

一种WSN分簇路由协议研究和实现

近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要.目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷.为了延长网络寿命、提高信息传榆的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络.首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命.     

基于QoS无线传感器网络路由协议的研究

无线传感器网络的特性决定其主要目标是全网范围的资源有效利用,并且还要支持多种业务的差别服务。因此,许多研究工作通过研究QoS路由来解决该问题,并提出一系列QoS路由协议。介绍无线传感器网络QoS路由技术的相关概念、特点及面临的问题。然后,对当前的无线传感器网络的QoS主要路由协议进行了详细的分析。最后探讨无线传感器网络路由技术的今后的发展动态和研究方向。     

A model of pulsed oscillator network and the perspectives of its application to the problems of information routing in wireless sensor networks

Development of performance principles of wireless sensor networks (WSN) and the methods of information routing in the networks, providing a capability of self-organized and automatic style of the WSN network work, is currently of substantial interest. The attraction of associated model of pulsed oscillator networks seems to be helpful for the design of adaptive synchronization-based information routing in the WSN. An oscillatory network model with pulsed oscillator dynamics and pulsed oscillator interaction is proposed. The initial version of information transfer in the WSN with the help of synchronization of an associated oscillatory network is discussed.     

基于SoRCA结构的WSN拓扑与路由优化

针对无线传感器网络SoRCA结构中存在的能耗高、负载不均衡和鲁棒性问题,提出了改进的SoRCA拓扑控制算法和路由算法。改进的拓扑控制算法根据SoRCA拓扑的结构化特点,计算出相邻传感器节点数据传输距离,然后依据传输距离调整传感器节点发射功率。改进的路由算法根据包中跳数的特征,给出数据传输时路由选择,并给出数据传输失败时新路由的选择。性能分析表明改进后的SoRCA结构较好地节省了节点的能量损耗,改善了WSN负载均衡性和鲁棒性,提高了WSN的生命周期。     

基于能耗量化传导的WSN路由探测算法

为了降低无线传感器网络(WSN)路由节点的能量损耗,提高网络的寿命周期,需要进行路由节点的优化分布设计。传统方法采用CSMA/CA有限竞争的信道分配模型进行WSN的路由探测算法设计,实现能量均衡,在节点规模较大和干扰较强时,节能的能耗开销较大。提出一种基于能耗量化传导的WSN路由探测算法,首先建立WSN的分簇能耗调度模型,以能量控制开销、丢包率、传输时延等为约束参量指标进行路由探测的控制目标函数的构建,然后采用路由冲突协调机制进行能耗量化分配,结合WSN传输信道的能量传导均衡模型实现WSN路由的优化探测和WSN节点的优化部署。仿真结果表明,采用该方法进行WSN路由探测设计时网络的能效较高,传输时延和误码率等参量指标的表现优于传统方法。     

A cross-layer multi-hop cooperative network architecture for wireless ad hoc networks

In this paper, a novel decentralized cross-layer multi-hop cooperative network architecture is proposed and presented. This cross-layer architecture introduces a new cooperative flooding scheme and two decentralized opportunistic cooperative forwarding mechanisms based on randomized coding, and a Routing Enabled Cooperative Medium Access Control (RECOMAC) protocol that enables cooperative forwarding, while incorporating physical, medium access control (MAC) and routing layers. RECOMAC employs randomized coding to realize cooperative diversity, so that relay selection and actuation mechanisms are alleviated and the MAC costs are reduced. The coded packets are routed in the network via the proposed cooperative forwarding schemes, which opportunistically form cooperative sets within a region, not needing a prior route to be established. Essentially, in the RECOMAC architecture, the routing layer functionality is submerged into the MAC layer to provide seamless cooperative communication, while the messaging overhead to set up routes, select and actuate relays is reduced. We evaluate the performance of RECOMAC in terms of network throughput, delay and MAC and routing overhead, in comparison to the conventional architecture based on the well-known IEEE 802.11 MAC and Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV) routing protocols. RECOMAC is shown to provide quite significant improvement by an order of magnitude difference in all investigated performance metrics, under a variety of scenarios, considering different network sizes, static and mobile scenarios and networks with multiple flows.     

遗传算法在WSN路由协议设计中的研究与应用

和传统无线网络的节点相比,无线传感器网络的节点有其特殊的地方:电源能量有限,通信能力有限以及计算能力有限,网络拓扑结构更加不稳定,这些特性使得以前研究很多的无线自组织网的网络路由协议不能直接应用于无线传感器网络.提出基于遗传算法思想来设计和优化无线传感器网络的路由协议,使得源节点和目的节点之间以及中间节点之间存在多条最佳路径,节点在进行路由选择的同时,最大限度来保证网络各节点的总体能量消耗最少,最终保证整个网络的残存性能有进一步的提高.     

无线传感器路由协议

对近年来无线传感器网络路由协议的最新研究进展进行了讨论和综述，描述了设计无线传感器网络路由协议所面临的问题与挑战，着重对这些具有代表性的路由协议进行对比、分析和分类阐述，并在此基础上提出了设计路由协议应遵循的原则，为进一步的研究提出了新的课题．