无线传感网络移动分簇路由策略

无线传感网络(WSN)路由协议中,分簇路由具有拓扑管理方便、能量高效和数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术。通过研究各种环境下的移动传感器网络,有效地降低能耗则是研究移动无线传感器网络的重要目的之一。针对无线传感网络中移动性问题,基于LEACH协议,利用移动传感器网络中节点距离、速度和剩余能量等因素提出了能量高效的移动分簇路由算法。实验结果表明此算法能够较好地支持节点移动,从而降低网络能耗,延长网络生存时间。     

混合无线传感网络覆盖优化的粒子群算法

为提高随机部署的传感网络覆盖性能,提出基于动态克隆粒子群的移动节点部署控制算法,用每个粒子表示所有移动节点的一种部署方案,在经典粒子群算法基础上,每次迭代结束后,粒子依据自身的覆盖性以及与群体中粒子的相似性决定其克隆数量和变异幅度,有效避免陷入早熟陷阱.通过与其他算法的对比仿真实验,表明该优化算法能更有效地提高网络覆盖性能.     

WSN中一种基于数据融合的能量高效分簇路由协议

基于无线传感器网络中监测数据具有较高时空相关性的应用场景。提出了一种基于数据融合的局部能量高效汇聚分簇协议LEEAC，该协议通过反映局部空间相关性的数据相异度对节点剩余能量进行约束，并使用约束后的预测能量作为竞选簇头的主要依据，被选举的簇头在传感器网络中具有良好的分布性。同时通过引入数据鉴定码，减少了簇内数据传输阶段的通信量以及簇头数据融合的工作量，从而大大节约了能量消耗。实验结果表明，LEEAC协议能够有效均衡网络能量消耗。延长网络生存时间。     

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。     

基于事件驱动的QoS移动传感网路由协议

针对移动传感网中的突发事件,提出一种QoS路由协议(EQMR).EQMR路由协议主要由三个阶段组成:网络初始化、路径发现和建立、数据通信和路径维护.在网络初始化阶段,EQMR协议将网络分成两层:主干网和传输子网.在路径发现与建立阶段,附属骨干节点寻找多条不相交路径中综合代价最小的路径.在数据通信与路径维护阶段,利用ACK确认机制来处理路径选择失败的问题.仿真结果表明,在相等数据发送率的前提下,EQMR路由协议比AODV协议在数据传输成功率、数据延时、网络剩余能量方面均有不同程度的提高.     

基于网格的移动无线传感网生存时间优化算法

为克服陆地静态无线传感网和水下无线传感网因节点能耗分布不均衡而出现的能量空穴问题,和具有单一移动Sink节点的无线传感网数据收集时延过长问题,该文提出基于网格的移动无线传感网生存时间优化算法(Grid-based Lifetime Optimization Algorithm,GLOA)。GLOA算法考虑多个Sink节点的移动,将监测区域分成多个大小相同的网格。根据网格潜能值确定Sink节点移动的锚点,将锚点分配给不同的Sink节点,建立路径选择优化模型并获得Sink节点的最短移动路径,采用移动收集方法或静态收集方法循环收集数据。仿真结果表明:与Ratio_w或TPGF算法相比,GLOA算法能延长网络生存时间,降低和均衡节点能耗。与LOA_SMSN算法相比,GLOA算法能降低数据收集时延。在一定的条件下,比Ratio_w,TPGF和LOA_SMSN算法更优。     

用于无线传感网络的高能效移动数据收集方案

Energy conservation in Wireless Sensor Networks (WSNs) has always been a crucial issue and has received increased attention in the recent years. A transmission scheme for energy-constrained WSNs is proposed in this paper. The scheme, called MIHOP (MIMO and Multi-hop), combines cluster-based virtual MIMO and multi-hop technologies. The multi- hop mode is employed in transmitting data when the related sensors are located within a specific number of hops from the sink, and the virtual MIMO mode is used in transmitting data from the remaining sensor nodes. We compare the energy consumption of different transmission schemes and propose an algorithm for determining the optimal hop count in MIHOP. A controllable mobile sink that reduces the energy consumed in sensor transmission is also adopted for data collection. The theoretical analysis and the Monte Carlo simulation demonstrate that the proposed scheme significantly outperforms individual virtual MIMO, multi-hop technologies, and double-string networks in terms of energy conservation. The energy consumption levels under the MIHOP scheme are approximately 12.98%, 47.55% and 48.30% less than that under virtual MIMO schemes, multi-hop networks and double- string networks, respectively.     

一种基于网络密度分簇的移动信标辅助定位方法

现有移动信标辅助定位算法未充分利用网络节点分布信息,存在移动路径过长及信标利用率较低等问题。该文把网络节点分簇、增量定位与移动信标辅助相结合,提出了一种基于网络密度分簇的移动信标辅助定位算法(MBL(ndc))。该算法选择核心密度较大的节点作簇头,采用基于密度可达性的分簇机制把整个网络划分为多个簇内密度相等的簇,并联合使用基于遗传算法的簇头全局路径规划和基于正六边形的簇内局部路径规划方法,得到信标的优化移动路径。当簇头及附近节点完成定位后,升级为信标,采用增量定位方式参与网络其它节点的定位。仿真结果表明,该算法定位精度与基于HILBERT路径的移动信标辅助定位算法相当,而路径长度不到后者的50％。     

一种无线传感器网络全连通群的休眠调度算法

该文针对无线传感器网络的覆盖性和连通性问题,在假设传感器节点地理位置信息已知的条件下,设计了一种包含全连通群的建立和维护以及群内节点休眠调度的全新算法。该算法采用保证群内节点彼此一跳可达的全连通群分群方法,以及分布式节能的休眠调度策略,最大程度上减少传感器网络的能量消耗,延长了网络寿命。仿真结果表明：该算法能较好地保证无线传感器网络的覆盖性和连通性,且能耗较低。     

无线传感网络布局的虚拟力导向微粒群优化策略

无线传感网络通常由固定传感节点和少量移动传感节点构成,动态无线传感网络布局优化有利于提高无线传感网络覆盖率和目标检测概率,是无线传感网络研究的关键问题之一.传统的虚拟力算法在优化过程中容易受固定传感节点的影响,无法实现全局优化.本文结合虚拟力算法和微粒群算法,提出一种面向无线传感网络布局的虚拟力导向微粒群优化策略.该策略通过无线传感节点间的虚拟力影响微粒群算法的速度更新过程,指导微粒进化,加快算法收敛.实验表明,虚拟力导向微粒群优化策略能快速有效地实现无线传感节点布局优化.与微粒群算法和虚拟力算法相比,虚拟力导向微粒群优化策略不仅网络覆盖率高,且收敛速度快,耗时少.     

基于分簇的无线传感器网络通信协议LEACH研究

针对于直接传输（DT,DirectTransmission）和最小化传输能量（MTE,MinimumTransmissionEnergy）两种传统通信协议的缺点和无线传感器网络（WSNs,WirelessSensorNetworks）的特点,分析了基于分簇的无线传感器网络通信的低功耗自适应分簇协议（LEACH,Low—EnergyAdaptiveCluste—ringHierarchy）的基本原理,并对三者进行仿真分析。分析与仿真结果表明,使用LEACH协议比使用DT协议要节约大约7到8倍的能源,同时也比MTE协议方式要减少4到8倍能源消耗。更适用于无线传感器网络。     

移动无线传感器网络节点的定位

文中在MCB（Monte—Carlo Localization Boxed）定位算法的基础上提出了一种新的移动无线传感器网络（Mobile Wireless Sensor Networks）节点的定位算法——权重MCB算法。MCB算法在定位过程中,在采样和滤波阶段用到了一阶锚节点和二阶锚节点的位置信息,而没有应用到邻居节点的位置信息。权重MCB在定位过程中不仅用到了一阶锚节点和二阶锚节点的位置信息,还应用到了一阶邻居节点的采样集合里的采样点（即一阶邻居节点的估计位置）,从而改进了定位精度。对比MCB算法,权重MCB算法对定位精度的改进为13％～18％。     

移动无线传感网的生存时间优化算法研究

当sink节点位置固定不变时,分布在sink 节点周围的传感节点很容易成为枢纽节点,因转发较多的数据而过早失效。为解决上述问题,提出移动无线传感网的生存时间优化算法（LOAMWSN）。LOAMWSN算法考虑sink节点的移动,采用减聚类算法确定sink节点移动的锚点,采用最近邻插值法寻找能遍历所有锚点的最短路径近似解,采用分布式非同步Bellman-Ford算法构建sink节点k跳通信范围内的最短路径树。最终,传感节点沿着最短路径树将数据发送给sink节点。仿真结果表明：在节点均匀分布和非均匀分布的无线传感网中,LOAMWSN算法都可以延长网络生存时间、平衡节点能耗,将平均节点能耗保持在较低水平。在一定的条件下,比Ratio_w、TPGF算法更优。     

传感器网络的粒子群优化定位算法

无线传感器网络定位问题是一个基于不同距离或路径测量值的优化问题。由于传统的节点定位算法采用最小二乘法求解非线性方程组时很容易受到测距误差的影响,为了提高节点的定位精度,将粒子群优化算法引入到传感器网络定位中,提出了一种传感器网络的粒子群优化定位算法。该算法利用未知节点接收到的锚节点的距离信息,通过迭代方法搜索未知节点位置。仿真结果表明,该算法有效地抑制了测距误差累积对定位精度的影响,提高了节点的定位精度。     

无线传感器网络通信协议

集成了微机电系统、无线通信和现代网络等多项技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理模式,其通信协议研究面临许多新的挑战.文中对各种具有代表性的协议算法性能进行了深入的比较性研究,分析指明了WSN协议设计的挑战性.     

无线传感器网络中基于树的能量高效分布式精确数据收集算法

在大规模节点密集的多跳传感器网络中,精确数据收集存在着"热区"问题:越靠近Sink节点的传感器节点,其承担的数据转发量就越多,能量消耗也越快,从而成为瓶颈节点,缩短整个网络的生命周期.最大生命周期数据收集树的构建已被证明是NP完全问题.已有算法大多是集中式算法,不适用于大规模节点密集的传感器网络.本文提出一种分布式精确数据收集算法EEDAT,在大规模节点密集的传感器网络中,不仅能够保证每个节点到Sink的路径是最短路径(最少跳数),而且能有效延长网络生命周期.EEDAT分为两个基本步骤,首先随机生成一棵数据收集树,然后根据各个传感器节点的孩子数和剩余能量,对已生成的数据收集树进行调整,使得各个节点的负载尽量均衡,从而达到延长网络生命周期的目的.实验结果表明,与已有分布式算法LMST相比,EEDAT所构造的数据收集树能延长网络生命周期平均20%.     

基于最小能耗的无线传感器网络路由算法

通过分析无线传感器网络的电路模型和能量消耗情况,结合LEACH算法,提出一种基于最小能耗的无线传感器网络路由算法。网络运行时首先将其划分为若干个子区域,再进行簇首节点的选取,这样取代了传统LEACH算法对整片网络随机选取簇首节点的做法,使得簇首节点分布更加均匀。同时,在选取簇首节点之前对每个节点的剩余能量进行判断,低于阈值的采取休眠处理,这样保证了簇首节点选取的有效性。以上两点措施使区域内节点负载分配更加合理,有效地提升了整个网络的生存时间。     

基于移动代理WSN分布入侵检测研究

针对聚类无线传感器网络安全的问题,将移动代理技术与分布式入侵检测技术相结合,提出了一种基于移动代理的无线传感器网络分布式入侵检测方案,采用了多个代理模块进行分布式协作,运用一种基于聚类的分布式入侵检测算法,从节点上收集和处理数据,减少网络负载、促进效率平衡,能够满足WSNs的要求和限制。从而达到提高无线传感器网络的安全性、可靠性,降低入侵检测能量消耗的目的。     

面向能耗控制的无线传感器网络节点协议优化

能量受限是无线传感器网络一个显著的特征。对网络进行能耗优化并延长网络生命周期是无线传感器网络研究的重点。提出了面向能耗控制的无线传感器网络节点协议优化方法。针对网络中数据发送所占较大的能耗比重,通过对协议优化,对发送功率的参数设置方法进行改进,改变以往发射功率的固定参数设置法,通过终端节点之间的距离动态调整发送功率的方法,以达到节省能耗并延长网络生命周期的目的。仿真和实验结果表明,改进后的发射功率动态参数设置法较改进之前的固定参数设置方法能更多地节约网络能耗。     

移动无线传感网能量时延约束的自适应路由及性能评估

针对间歇性连通的移动无线传感网提出一种能量时延约束的自适应路由协议(EDCA),EDCA由初始化阶段、转发决策阶段、转发阶段和等待阶段组成,传感器节点根据目标时延实时判断是否转发副本,并选择剩余能量多的节点进行副本转发.EDCA对平均时延和网络负载具有控制力,对网络环境变化具有自适应能力,能够有效延长网络生命周期.