基于负载均衡的WSN非均匀分簇算法

针对分簇的无线传感器网络(WSN)中负载不均衡问题,提出一种实现节点负载均衡的WSN非均匀分簇算法。引入非均匀簇机制计算出最优的网络分簇数量,通过调整节点的簇首归属来控制网络的分簇的大小,形成合理的网络拓扑结构。仿真实验结果证明,该算法能有效均衡网络的节点负载,降低节点能耗,延长网络的生存时间。     

传感器网络中基于非均匀分簇负载均衡路由算法*

在非均匀分簇思想的基础上,提出了一种新的WSN多跳成簇路由算法。在该算法中,距汇聚点较近的节点直接与汇聚点通信,进一步减小了靠近汇聚点的簇规模,从而减轻了簇首负载,避免了不必要的能量消耗。仿真实验表明,该算法能使WSN网络负载更均衡,有助于解决能量空洞难题、延长WSN网络总的生存时间。     

能量均衡的WSN非均匀分簇路由算法

针对现有无线传感器网络（WSN）分层分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出一种能耗均衡的WSN非均匀分簇路由算法。该算法通过在已划分的非均匀区域中构建中间层达到均衡簇首和其他节点能耗的目的,实现WSN整体能耗均衡。实验结果表明,该算法能均衡WSN能耗负载,提高WSN的能量效率,延长100轮～200轮WSN生命周期。     

基于分层的WSN非均匀分簇路由协议

为了缓解基于分簇的无线传感器网络中常出现＂热区＂问题。提出一种非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议。基本思想是将网络划分为宽度不等的层来构建非均匀的簇。算法综合考虑多方面因素来构建更合适的簇和路由树来均衡负载。仿真结果表明该协议能够有效缓解＂热区＂问题,延长网络存活时间。     

基于博弈论能耗均衡的WSN非均匀分簇路由协议

在无线传感器网络(WSN)的分簇路由算法中,节点间能耗不均容易引发 “能量空洞”现象,影响整个网络的性能。针对这个问题,提出了一种基于博弈论能耗均衡的非均匀分簇路由(GBUC)算法。该算法在分簇阶段,采用非均匀分簇结构,簇的半径由簇头到汇聚节点的距离和剩余能量共同决定,通过调节簇头在簇内通信的能耗和转发数据的能耗来达到能耗的均衡;在簇间通信阶段,通过建立一个以节点剩余能量和链路可靠度为效益函数的博弈模型,利用其纳什均衡的解来寻找联合能耗均衡、链路可靠性的最优传输路径,从而提高网络性能。仿真结果表明:与能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法和非均匀分簇节能路由(UCEER)算法相比,GBUC算法在均衡节点能耗、延长网络生命周期等性能方面有显著的提高。     

基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法

针对无线传感器网络中多跳通信造成的“热区”问题,改进EEUC路由协议,提出基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法。将数据监测区域分为近区与远区,各区域的簇内可产生主副两个簇头,近区的副簇头负责转发数据,以分担主簇头的能耗;远区的副簇头负责采集数据和融合数据,以减少簇内节点通信代价。仿真结果表明,与LEACH和EEUC算法相比,所提算法网络生存期分别延长了22.9%和10.1%,平均能量消耗减少了29.3%和8.6%,有效地均衡了网络负载,延长了网络的生命周期。     

无线传感器网络能量均衡的非均匀分簇算法

无线传感器网络节点随机分布,针对均匀分簇容易造成网络中能耗不均的问题,提出一种能量均衡的非均匀分簇算法EBUCA(Energy-Balanced Unequal Clstering Algorithm)。该算法在簇头选举阶段,根据节点的剩余能量、节点所在区域稀疏程度来保证簇头的均匀分布;同时结合各簇头所在区域的节点密度与距sink节点的距离来构造大小不等的簇半径,使节点所在区域密度大或距离基站较近的簇半径较小,平衡了簇内和簇间的通信能耗。仿真结果表明与LEACH、DBCP、EEUC算法相比,EBUCA算法能够有效地均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

高效节能的WSN非均匀分簇节点调度算法研究

针对目前无线传感器网络分簇算法中存在的节点能量消耗不均衡,大量节点工作导致信息冗余和能量浪费等问题,提出一种高效节能的WSN非均匀分簇节点调度算法EEBUC（Energy-Efficient and Balanced Unequal Clustering Nodes Scheduling）。该算法在簇的形成阶段,考虑候选簇首离汇聚点的距离、所在区域的节点密度和节点能量形成非均匀的竞争范围,构造大小不等的簇,平衡簇内和簇间的通信能耗;同时结合调度簇内冗余节点方法,减少网络中每轮工作节点数量,提高网络能量利用率。利用OMNET++仿真软件进行仿真,实验结果表明,EEBUC算法能有效节约网络能量,均衡节点能耗,比LEACH 协议和EEUC协议分别延长网络寿命203%和50%。     

一种改进的WSN非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中的“热区”问题,提出了一种新的低能耗的非均匀分簇路由协议——LEUC.该协议中,采用分布武与集中式相结合的方式依据节点的剩余能量与相对圆环中心线的位置选择簇首,成簇时综合考虑簇首能量与信号强度,簇内根据簇的大小采用单跳或者多跳传输数据,簇间构建多跳动态路由.仿真结果表明:LEUC协议可以较好地解决“...     

负载均衡的水声传感器网络多跳非均匀分簇路由协议

针对现有水声传感器网络分簇路由协议在簇头选举阶段和数据传输阶段中的不足,设计一种负载均衡的多跳非均匀分簇路由协议(load-balanced multi-hop unequal clustering routing protocol,LBMUC)。该协议基于节点的剩余能量及相对距离,计算节点竞争半径和节点综合属性值,改进优化簇头选举,使得簇头节点分布更加合理,并得以随着剩余能量的变化自适应的调整簇的规模,有效均衡节点的能量消耗;在建立簇间多跳路由阶段,综合考虑节点剩余能量、位置及相邻簇的规模对路由选择的影响,引入中继节点代价函数选择最优中继节点,均衡节点能耗,延长网络生命周期,降低网络丢包率,提高网络性能。仿真实验结果表明,LBMUC协议均衡了节点能耗,有效延长了网络生命周期,降低了数据丢包率。     

节能高效的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

为了有效均衡无线传感器网络能耗、缓解能量洞问题、延长网络生命周期,提出了一种节能高效的非均匀分簇路由协议,其核心思想是采用结合计时广播和簇头轮换机制的非均匀分簇（BR—EEUC）算法对网络分簇,并根据代价函数选择代价较低的簇头作为中继节点,形成以汇聚节点为根节点的多跳路由,从而大大降低了能量开销。通过在OMNet＋＋平台上的仿真实验结果表明：与LEACH和EEUC等路由协议相比,该协议有效地均衡了网络能量消耗,延长了网络寿命。     

输电线路在线监测WSN能耗均衡研究

在输电线路在线监测的应用中,无线传感器网络存在严重的能耗不均衡问题。利用这些无线传感器网络在线状拓扑上呈现出的线性、规律性的局部密集的特征,提出了基于密集簇的分簇及簇首轮换算法和基于命名机制的路由算法。该算法具有很好的可扩展性,可通过增加少量的转发节点来缓解簇间能耗不均衡的问题。仿真结果验证了算法在能耗均衡方面的有效性,能够延长网络的生存时间。     

传感器网络中一种基于质心的分布式成簇算法

在LEACH的基础上,提出了一种适合无线传感器网络的基于质心的分布式成簇算法——CDCS。在CDCS中,每一个节点首先基于最优簇首概率popt自主确定自己是否为临时簇首。然后临时簇首根据收集到的簇内节点信息,确定簇内近似质心,并由此动态调整簇内结构,使得调整后的簇内通信总能耗尽可能小。理论分析和模拟实验表明,CDCS在保持LEACH算法简单性的同时,可以获得比LEACH更好的性能,优化后的簇首选择策略可以在不同场景下有效延长网络生存时间达32%~38%。     

改进的非均匀分簇无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络中分簇算法求全局最值问题和非均匀分簇算法能量消耗不均衡问题,提出一种新的分簇算法。该算法首先采用泛洪树算法来求得网络最值,并用它来计算节点的竞争半径,然后用非均匀分簇的思想来构建大小不等的簇。当选取簇头节点后,通过计算每个簇头的概率来寻找下一跳簇头,当每个簇头节点选择最佳下一跳路径后,簇间通信可以建立一条最佳路径。仿真结果表明,该算法在能量损耗和均衡能耗都有显著的提高,最终延长了网络的生存周期。     

无线传感器网络中面向目标跟踪的动态分簇方法

针对传感器网络中的目标跟踪问题,提出一种能量有效的动态分簇方法,通过设置簇内传感器节点数目门限,自适应地调整簇的激活半径,通过多传感器节点的协作处理提高目标跟踪精度;并对动态簇的构建、重组过程以及能量消耗进行了描述和分析。仿真结果表明,与现有算法相比,所提出的方法能够在保证一定跟踪精度的基础上,有效降低网络的能量消耗,提高网络寿命。     

基于分簇的无线传感器网络数据聚合方案研究

数据聚合技术是目前无线传感器网络中的研究热点,同时也是一种重要的节能技术之一。在基于分簇网络拓扑结构的基础上,提出了一种新的数据聚合方案。分别对簇内成员节点和簇头节点进行数据聚合处理,簇内节点引入相对信息熵减少数据量的发送,而簇头节点维持一个反馈比较值,当接收到簇内成员节点发送的数据或得到自身传感器模块的数据时,该值可以用来判断是否转发接收到的数据。通过与LEACH协议的仿真对比实验,结果表明新方案能有效减少网络中的数据包传送数目,降低节点能耗,并显著地延长了网络寿命。     

无线传感器网络分簇方法的优化

现有的分布式分簇算法都是针对节点分布均匀的传感器网络设计的,不适用于节点分布不均匀的传感器网络,簇负载均衡和降低能耗成了节点不均匀部署的传感器网络的一个重要挑战。针对节点分布不均匀网络提出了一种基于区域密度的分布式分簇算法（RDCA）,算法中节点测试其所在区域的节点密度,根据区域节点密度,调节其通信的覆盖范围,从而使成簇后簇负载达到平衡。仿真实验结果显示,在节点部署不均匀的传感器网络中,本算法与LEACH、HEED相比较,可以更好地实现簇的负载平衡,有效地提高成簇后网络的稳定周期。     

基于负载平衡的分层无线Mesh网络路由协议*

移动互连和多媒体业务要求无线网络具备高吞吐量和高移动性,对路由协议提出了更高的要求。针对无线Mesh网络分层结构和节点拥塞问题,提出一种基于负载平衡的分层无线Mesh网络路由协议。该路由协议在不同分层使用不同的路由算法,将负载作为最优路由的建立和选择判据,不同于传统的“先拥塞、后处理”解决思路,从源头上防止节点拥塞,从而提高网络的性能。仿真测试结果表明,该路由协议能更好地适应无线Mesh网络的分层结构,对于高移动性无线Mesh网络能获得较高的性能提升。     

Distributed load balancing mechanism for detouring schemes of geographic routing in wireless sensor networks

Well-known ‘routing hole’ problem of geographic routing is hardly avoided in wireless sensor networks because of various actual geographical environments. Existing geographic routing protocols use perimeter routing strategies to find a detour path around the boundary of holes when they encounter the local minimum during greedy forwarding. However, this solution may lead to uneven energy consumption around the holes since it consumes more energy of the boundary sensors. It becomes more serious when holes appear in most of routing paths in a large-scale sensor network. In this paper, we propose a novel distributed strategy to balance the traffic load on the boundary of holes by virtually changing the sizes of these holes. The proposed mechanism dynamically controls holes to expand and shrink circularly without changing the underlying forwarding strategy. Therefore, it can be applied to most of the existing geographic routing protocols which detour around holes. Simulation results show that our strategy can effectively balance the load around holes, thus prolonging the network life of sensor networks when an existing geographic routing protocol is used as the underlying routing protocol.     

一种新型的无线传感器网络三维定位机制

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注。现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,无法满足三维空间应用。针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位机制（BTDL）,算法中根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位。仿真结果表明,该算法不仅提高了节点定位精度,并且锚节点通信半径和密度对算法的定位误差影响较小。