一种能量均衡有效的WSN分簇路由算法

为减少无线传感器网络分簇路由协议中簇内的平均能耗,解决汇聚点附近簇头能耗不均的问题,提出BEERA路由协议,设计其能量消耗模型及路由算法。给出其最优竞争半径的计算、簇头节点的选举、簇间转发路径的建立及簇的生成方法。仿真结果表明,与LEACH等协议相比,新的路由协议能有效地延长网络生存周期,稳定期的持续时间提高19.6%~129%,进入HRD阶段的轮数提高22.8%~58.6%,具有较高的可行性和稳定性。     

基于多目标优化的WSN簇首选择算法

分簇思想可以很好的用于优化路由算法,现有的分簇算法簇首轮换选举大多数只是从簇首和基站之间距离、节点密集度、剩余能量、节点位置等指标来进行改进,没有考虑候选簇头距离各个簇首的平均距离。簇间转发数据包会消耗大量能量,是影响网络性能的一个重要因素。针对目前簇首轮换选举算法存在的不足,提出了一种综合考虑簇内和簇间两个优化目标的算法,此种算法本文简称为DEDS。建立了候选节点剩余能量、候选簇头节点距各个簇首节点平均距离等多目标概率模型作为簇首轮换选择依据。通过在NS2仿真平台上验证了该算法在时延、分组递交率、能耗、稳定性等网络性能优于其它分簇算法。     

基于能耗均衡的WSN多跳分簇路由算法

提出一种基于能耗均衡的无线传感器网络多跳分簇路由算法。该算法依据能量因子参数和节点能耗比来优选簇首,采用基于复合距离的入簇方式和分簇规模约束机制管理普通节点,并采用基于节点能量和地理位置的簇间多跳通信方式控制数据的稳定传输。仿真结果表明,与LEACH等协议相比,该算法能有效延长网络生存周期,稳定期的持续时间提高41%~146%,进入MND阶段的轮数提高70.6%~239.7%,网络总能耗减少48.1%~62.2%,具有较高的可行性和稳定性。     

基于能量与能耗速度的WSN分簇算法

无线传感器网络的最大局限是能量有限.为了高效利用网络能量、均衡网络负载,提出了一种基于能量与能耗速度的分簇算法.其中节点能耗速度是一个带有能耗预测信息的参量,利用它可以更有效地优化簇头选择与簇规模,该算法根据这两个参数来优化簇头的选择,能有效地延长节点的生存时间;同时,根据簇头节点与基站的距离、当前能量和能耗速度对簇规模进行约束和优化,进一步保证了簇之间的负载均衡.仿真实验表明改进后的算法有效地延长了网络的生存时间.     

基于改进BIRCH的双簇首WSN能耗优化研究

传统无线传感器网络动态路由算法在进行簇的划分及簇首的选举时,仅分别进行二维和三维因素的考量。针对这些问题,首先,通过引入改进的BIRCH聚类算法,将簇划分依据优化至三维;同时,通过不均匀的簇划分,解决均匀分簇可能引发的"热点"问题。其次,引入多维双簇首策略,将现存的内外通信双簇首节点的选取机制由三维向四维优化,并针对内外簇首工作特性的不同采用相应的选取策略。经仿真实验验证,所提算法相较于对比算法在网络生命周期和节点能耗均衡性上,均实现了一定的提高。     

WSN中能量有效的多簇头层次型路由协议

为改善无线传感器网络中某些节点因能耗太大而过早失效的情况,提出了一种基于分簇的多簇头能量有效算法EHMVA(energy-efficient hierarchical multiple vice-cluster-head algorithm)。在簇头选择机制中引入邻节点距离的概念,采用多副簇头选举分担主簇头能耗的机制,通过发现联结节点和引入误差发送机制来减少数据发送,并通过延长稳定的簇通信时间来降低簇重建的频率。仿真实验表明,该算法有效地平衡了节点间的能量消耗,显著地延长了网络的存活时间。     

WSN中一种改进的TopDisc分簇算法

针对拓扑发现（TopDisc）算法构建的网络灵活性不强、重复执行算法的开销过大和没有考虑节点的剩余能量等缺点,对原算法进行分析与改进,并用OPNET网络仿真工具进行模拟仿真与性能分析。仿真结果证明,改进的TopDisc算法在节能性与稳定性等方面比原有算法有较大的提高。     

无线传感器网络中一种簇首节点避免拥塞的方法

无线传感器网络的拥塞一般发生在有中继任务的簇首节点和汇聚节点部分。文中通过选用缓冲区占用率界定拥塞的发生,利用汇聚节点广播增加拥塞簇首节点的传输率,传输率由WLCA算法算出,仿真结果表明WLCA算法能在一定程度避免簇首节点的拥塞,但稳定性有待进一步加强。     

WSN中簇首角色自适应能量树链算法

以往的路由协议中,分簇,成树,成链算法的拓扑结构单一,簇首分布不合理,单链存在长链和交叉的问题,且簇首无法自适应地转换角色融入节点环境。由此,提出簇首角色自适应能量树链算法（ECRC）,将簇首从固定角色中解脱,能自适应地进行拓扑的二次构建。节点自适应形成能量树结构,而能量树根节点成单链将簇、树、链优势结合。仿真结果对比表明,该算法能有效地均衡节点间能耗、延长网络生命周期。     

基于能量的WSN多跳簇生成算法

提出一种基于能量的多跳簇生成(EMHC)算法,根据剩余能量争先原则选择簇首,并采用最小通信代价的多跳簇内结构。通过OMNet++模拟器对算法进行实验,结果表明,EMHC形成的簇首分布较为均匀,可以利用最佳多跳路径节约传输能量,提高网络生存时间,与LEACH和HEED算法相比具有较大优势。     

一种基于非均匀分布双簇头的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络分簇路由协议中因簇间路由产生的节点间剩余能量不平衡问题,提出一种非均匀分布双簇头的分簇方法。此方法基于LEACH算法产生主簇头,然后根据簇头所属区域离基站远近及其剩余能量确定各簇内数据转发簇头的产生概率,再按此概率产生非均匀分布的数据转发簇头,以减轻信息转发负担。仿真表明新算法和LEACH等算法相比能更有效地平衡网络中的能量消耗,延长整个网络的生存周期。     

传感器网络中基于多级选举的非均匀簇头选择算法

为了节省和平衡网络中簇头的能耗,提出了一种基于多级选举的非均匀簇头选择算法MSEBNECHSA。该算法首先通过空间虚拟网格、簇头和Sink构成的三级选举机制构造网络候选簇头的能量分布图,然后采用基于候选簇头能量和距离的模拟退火算法,使网络中簇头的竞争范围随着到Sink的距离远近而相应从小到大非均匀分布。仿真实验表明,该算法能够以较低的能量成本将网络中的节点有效分簇,并且平衡网络中的能量消耗。     

基于随机行走的无线传感器网络簇间拓扑演化

无线传感器网络中的容错机制可防止节点出现因能量的耗尽而失效或链路因网络的入侵而失灵的现象.目前无线传感器网络中的一些容错机制被相继提出,这些方法的主要思想是采用冗余策略.文中借助于复杂网络理论,提出了一个基于随机行走的无线传感器网络簇间拓扑演化模型.拓扑生长的动态特性分析表明:由该模型演化成的网络拓扑具有无标度(scale-free)网络的性质.许多研究工作已经表明,容错能力不仅仅存在于有冗余的系统中,而且同样也存在于无标度网络中.     

一种高效节能的无线传感网络动态路由算法

无线传感网络是21世纪最具有影响力的技术之一。但是这在个网络中如何延长网络生命力和减少能量消耗是关键,所以就需要设计一个动态的、自适应的路由协议算法至关重要。在已存在的LEACH算法的基础上,提出了一种基于粗糙集的动态理由算法,该算法首先预测出无线传感网络中所有节点的负载情况,然后采用多路跳变的方式选择一条最佳路径传送数据,在传送过程中,对于一些相似度极高的数据进行整合,最终到达基站。仿真结果表明,提出的算法和LEACH相比较,更加有效地减少和均衡能量耗损,延长网络使用寿命,强化数据传送率。     

基于簇头选择的移动传感网拓扑控制算法研究

针对移动传感网节点的移动性、能量有限性、动态变化性特点,提出了一种移动传感网分簇拓扑控制算法NACA.NACA算法吸收最小ID算法简便的优点,将其改进,提出新概念响应率,同时考虑了能量有限、移动速度和邻居节点数目等因素.通过实例分析,将NACA算法和WCA算法、HD算法进行比较,分析表明该算法初次收敛快,能够使得移动传...     

DSCO：一种无线传感器网络分布式简单簇组织算法

提出了一种适用于无线传感器网络的分布式简单簇组织算法DSCO,对算法基本思想和具体实现进行了论述,并对仿真结果做了详细分析.逻辑简单、不需要时间同步、完全依赖本地信息,是DSCO的重要特点.仿真表明,DSCO在成簇率、簇成员分布、成簇时间和拓扑控制等方面,取得了较好的结果,尤其对大规模无线传感器网络,有良好的适应能力,可以获得较高的成簇率和较快的成簇速度.     

无线传感器网络中能量高效的Top-k监测算法

传感器节点由于电源能量耗尽的原因经常失效或废弃,因此研究无线传感网的高能效查询处理算法具有重要意义.Top-k监测返回k个最大(或最小)的感知值及相应的位置信息,可以帮助用户检测异常事件并定位发生异常事件的位置,对于用户具有重要的实际意义.已有的Top-k查询处理算法致力于返回精确或近似的查询结果,通信能量开销较高.以最小化网内通信开销的期望为优化目标,提出了基于过滤器的Top-k监测算法.首先,提出了过滤器的健壮性并给出了通信开销模型;其次,根据期望的均值内涵和感知数据的时空相关性,给出了过滤器失败概率的计算公式;最后,以最小化通信开销的期望为优化目标,证明了健壮的过滤器的最优阈值,并提出了基于过滤器的Top-k监测算法(filter based Top-k monitoring algorithm, FTM).理论分析和实验结果验证了该算法的正确性以及低能耗性.     

WSNs中基于信任度的节能机会路由算法

为了防止网络中存在的潜在恶意节点被加入到机会路由的候选转发集中,减少网络能量的消耗,并保证数据的可靠传输,提出了一种在无线传感器网络中基于信任度的节能机会路由(Trust Based Energy Efficient Opportunistic Routing in Wireless Sensor Networks,TBEEOR)算法。该算法根据网络的拓扑结构计算节点的代数连通度,进而计算节点的连通度诚意;再联合节点的转发诚意和ACK诚意,利用信息熵的概念计算综合信任度;最后,用节点的综合信任度来计算节点之间通信和协作造成的能量消耗,从而得到网络的预期成本。此外,该算法能够有效地识别和判断网络中的恶意节点,进一步减小了恶意节点对网络性能的影响。实验结果表明,TBEEOR算法有效地保证了数据传输的可靠性,有助于延长网络生命周期,从而增加了网络吞吐量,减少了网络能量消耗。     

无线传感网络一种能量有效的分布式数据交换协议

随着微处理技术与无线通讯技术的不断发展,无线传感网络的应用逐渐趋于多元化,新的需求不断涌现.例如,单兵作战系统中要求每个士兵都实时掌握其他士兵的位置信息,这称为数据交换问题,即All-to-all通讯模式.已有的研究主要考虑数据收集(All-to-One)和数据分发(One-to-All)这两个方面,这些协议直接用于面向多源多目的的数据交换问题则难以取得较理想的性能.因此,本文提出能量有效的分布式数据交换协议DDET,用于解决传感节点数据请求率不一致的数据交换问题.协议首先收集网络中传感节点的信息,对所有传感节点的本地数据请求率进行排序;其次,在每一轮中,选择数据请求率最大的节点加入到生成树中,使得网络的总能耗最小;最终,利用虚拟减枝法来确定深度最小生成树的树根,以减少网络能耗.实验结果表明,与性能较好的DEIST协议相比,DDRT至少将系统生命期延长了100%,并且节省了3%的系统总能耗.     

无线传感器网络中的高效链式成簇算法

在PEGASIS协议的基础上,针对以上PEGASIS协议的不足提出了ECBP算法。ECBP算法改变了在构链的过程中链上下一个节点的选取方式,在链头的轮换中考虑了节点的剩余能量和节点到基站的距离因素,通过仿真表明,ECBP算法比PEGASIS在延长网络生存时间和平衡节点的能耗方面有更好的性能。