无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

针对LEACH协议存在的3大问题:簇头选举时未考虑节点剩余能量、频繁成簇造成了大量额外能耗以及欠缺对簇间能耗均衡的考虑,提出了能量有效分簇路由协议(LEACH-improved).该协议中,首轮成簇后网络中簇的分布和数量将保持不变,以后每轮各簇的簇头由上一轮簇头结合节点的能量水平来指定,借鉴泛洪算法的思想,在簇间建立多...     

无线传感器网络能量均衡路由算法

设计了一种能量均衡的路由算法.路由的建立分两个阶段,在簇头建立阶段,让候选节点在覆盖范围内以剩余能量的多少和所处位置为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀,平衡网络覆盖;在通信阶段,根据簇头节点的剩余能量大小和其距离基站的远近,采用多跳的簇间通信方式建立路由,以此来降低簇头节点的通信负载.仿真结果表明该算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存时间.     

无线传感器网络中基于能量的成簇协议

无线传感器网络采用能量有效方式传输数据对于延长传感器网络寿命十分重要。LEACH是一种基于簇的协议,它采用本地簇头随机轮转机制将能量负载均匀分布到网络中的所有传感器节点,簇头节点将收集到数据进行融合后发送给基站。提出一种改进的方案,采用随机成簇算法让网络中传感器节点成簇,成簇的过程考虑传感器节点剩余能量和簇头与非簇头结点之间的距离。通过分析评价和仿真结果,说明新算法比LEACH更能有效利用能量且发送更多的数据。     

基于扇形分簇的无线传感器网络路由算法

无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在每个区域内独立进行分簇路由;然后基站根据节点剩余能量和与基站的距离进行簇首节点选择,节点根据簇首节点和基站接收信号强度选择路由方式,以均衡网络能量消耗。仿真结果表明,改进LEACH算法的网络寿命是原有LEACH算法的150%,数据吞吐量提升了3倍。     

一种传感器网络跨层能量优先成簇算法

文中提出CLEEC跨层能量优先成簇算法,基于节点剩余能量来选举簇头节点,使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间.模拟实验结果显示,与现有的典型成簇方案相比,新的成簇算法在传感器网络下提供了更长的网络生存时间和更大的网络吞吐量.     

基于抽样估计的能量异构无线传感器网络分簇算法

提出一种基于抽样估计的能量异构无线传感器网络分簇算法.采取对网络中节点抽样的办法估计出网络中的平均剩余能量,节点根据剩余能量与网络平均能量的比例来进行簇首竞争,使簇首选择更加合理.仿真实验表明:该算法可以更好地实现负载均衡,延长的网络生存时间.     

无线传感器网络的自组织成簇算法

异构传感器网络是一种能量有限且分布不均衡的网络,负载均衡和能量有效是此网络路由算法的一个挑战。现提出的自组织成簇算法能够有效增加传感器网络的稳定周期,算法基于传感器节点的剩余能量和通讯能耗选择适合的簇头节点。与经典的成簇算法LEACH和SET比较,本算法能够更好实现负载均衡,并极大地提高传感器网络的稳定周期。     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。     

基于剩余能量与最小邻近簇半径的成簇算法

针对LEACH算法在选举簇首时没有考虑节点的剩余能量,并且簇首的分布不均匀,簇内节点与簇首采取单跳通信,从而影响网络生命期的问题,提出了利用剩余能量和最小邻近簇半径调整节点成为簇首的概率,并在簇内对部分节点采取多跳通信的成簇算法.仿真结果表明,该算法有效延长了网络生命期,均衡了簇首的分布,并且改善了簇内的结构.     

基于动态分簇路由优化和分布式粒子滤波的传感器网络目标跟踪方法

针对无线传感器网络中节点通信能力及能量有限的情况,该文提出基于动态分簇路由优化和分布式粒子滤波的传感器网络目标跟踪方法。该方法以动态分簇的方式将监测区域内随机部署的传感器节点划分为若干个簇,并对簇内成员节点与簇首节点之间、簇首节点与基站之间的通信路由进行优化,确保网络能耗的均衡分布,在此基础上,被激活的簇内成员节点并行地执行分布式粒子滤波算法实现目标跟踪。仿真结果表明,该方法能有效地降低传感器网络中节点的总能耗,能在实现跟踪的同时保证目标跟踪的精度。     

基于动态人工鱼群优化的WSN分簇算法

将群智能优化算法引入无线传感器网络分簇路由协议的设计能有效地节约节点能量和提高分簇效率.针对基本人工鱼群算法在运算速度方面的不足,提出了一种基于动态人工鱼群优化的无线传感器网络分簇算法,算法为了同时具有较好的全局搜索和局部寻优能力,更快地得到最优分簇结果,在一次迭代进化中除了考虑人工鱼的觅食行为、聚群行为和追尾行为的寻...     

基于蚁群算法的无线传感器网络数据聚合路由算法

传感器网络为减少冗余数据的传输耗能。降低延迟,需要在路由过程中采用数据聚合技术。文中采用定向传输方式,在消息路由机制基础上提出了一种基于蚁群算法的数据聚合路由算法。该算法主要思想在于将节点能耗、传输距离与聚合收益3方面作为启发因子,通过一组称为“蚂蚁”的人工代理寻找到达汇聚节点的最优路径。该算法利用蚁群算法的正反馈效应来达到数据汇集的目的,不需要网络节点维护全局信息,因此是一种实现数据聚合在能量与时延上折中的分布式路由算法。理论分析和仿真结果说明了新算法的有效性。     

一种基于收集树协议的工业无线传感器网络动态路由机制

无线HART(Highway Addressable Remote Transducer)是当前工业无线传感器网络中应用最为广泛的协议,但无线HART没有提供动态路由机制以满足对工业无线网络应用至关重要的稳定性和鲁棒性。该文在无线HART协议基础上,提出一个基于收集树协议的可应用于工业无线传感器网络的动态路由机制。它占用时分多址(TDMA)超帧中的前几个时间片来产生和维护网络拓扑。通过仿真实验从3个方面对该动态路由机制进行了评估：拓扑生成时间,链路质量及网络拓扑的稳定性。仿真和评估结果表明该动态路由机制可以在基于TDMA的工业无线传感器网络中应用。     

无线传感网自适应能量驱动簇头轮换算法研究

分簇结构是大规模无线传感网(WSN)的一种有效的拓扑管理方法。在这种结构下,由于簇头(Cluster Head,CH)节点的能耗速率远高于簇成员节点(Cluster Member,CM),需要做簇头轮换以平衡网络能耗。该文分析了基于能量驱动的簇头轮换策略,并提供一种基于簇头节点实时负载来估计其启动轮换的能量阈值的自适应簇头轮换算法(Adaptive Cluster Rotation Algorithm,ACRA)。仿真结果表明,与现有算法如LEACH,EDAC等比较,ACRA算法最少化簇头轮换次数,延长了网络生存时间。     

一种基于WSN时变性与节点剩余能量均衡的机会路由算法

为了解决数据报文在无线传感网络中动态路由以及网络内各节点剩余能量均衡问题,该文提出了一种机会路由算法。首先,利用热力学第2定律描述数据报文在无线传感器网络中动态路由的传输过程,其中,为了表征网络内各节点状态的时变性以及剩余能量,提出了机会熵模型;其次,以机会熵模型作为选择下一跳节点的理论依据,并结合蚁群优化(ACO)算法,设计并实现了考虑网络中各节点时变性与剩余能量均衡的机会路由算法(ACO for Time Dependent Opportunistic-routing Protocol, ATDOP),使得数据报文在转发过程时,能够有效地选择下一跳节点,从而使网络内各节点的通信资源和能量资源达到负载均衡。最后,通过实验证明,相对于已有的机会路由协议,ATDOP具有报文成功传输率高、网络有效吞吐量大以及网络工作寿命长等优点。     

一种基于多权值优化的无线传感网分簇算法的研究

在无线传感网(WSN)中,网络的拓扑结构影响传感器节点的负载平衡,关系网络的容量与生存周期,而分簇结构是一种有效的拓扑控制方式。该文着眼于无线传感网络的拓扑结构,提出基于多权值的分簇算法MWBC(Multi-WeightBasedClustering),在初期通过节点间的信息交互,获得较多的局部网络信息,如:节点的度、当前能量值、发射功率、链路质量、相对位置等,在此基础上根据不同的网络应用背景作出不同的分簇决策,并预设簇的最大规模以利于接入协议的资源管理与分配。仿真结果表明,与具有代表性的分簇算法LEACH与HEED相比,在分簇的合理性上有较大的优势。     

基于概率可通链路的无线传感器网络栅格路由

该文基于一种通用的概率可通链路模型,分析了相邻栅格可通概率和路径可通概率,研究了节点密度和栅格大小对它们的影响,分别给出了以能量效率和网络平均分组递交率为目标的最佳栅格大小,并提出了将二者结合的最佳栅格选择标准,在满足用户需求的前提下网络寿命达到最大。最后对其性能进行了仿真分析,结果表明在考虑了概率可通链路后的最佳栅格大小与分析结果非常接近,且分组递交率和能量效率相结合的栅格大小选择标准能够很好的延长网络寿命。     

无线传感网络中基于蚁群的路由算法

In the wireless sensor networks, high efficient data routing for the limited energy resource networks is an important issue. By introducing Ant-colony algorithm, this paper proposes the wireless sensor network routing algorithm based on LEACH. During the construction of sensor network clusters, to avoid the node premature death because of the energy consumption, only the nodes whose residual energy is higher than the average energy can be chosen as the cluster heads. The method of repeated division is used to divide the clusters in sensor networks so that the numbers of the nodes in each cluster are balanced. The basic thought of ant-colony algorithm is adopted to realize the data routing between the cluster heads and sink nodes, and the maintenance of routing. The analysis and simulation showed that the proposed routing protocol not only can reduce the energy consumption, balance the energy consumption between nodes, but also prolong the network lifetime.     

一种基于蚁群算法的WSN能效均衡路由

为了解决无线传感器网络的能耗不均衡问题,提出了一种基于蚁群算法(ACO)的自适应能量均衡路由算法(EBEA).该算法将节点的能量密度融入到启发因子中,利用蚂蚁的动态适应性在全局范围内寻求最优路径让网络达能量均衡的效果.仿真实验结果表明,与LEACH算法相比,该算法能够均衡整个网络的能耗,并有效的避免了网络分割或者"能量空洞"现象,延长网络的生命周期.