无线传感器网络分簇算法综述

分簇算法是无线传感器网络领域中一种典型的算法,并在其中扮演着重要的角色。从能量均衡和网络生命周期的角度出发,根据是否仅由一个中心控制节点负责整个网络的簇划分,将分簇算法分为3类,系统地叙述了目前经典的分簇算法以及近年来最新的研究成果,并分析了这些算法的特点和适用情况。最后结合该领域当前研究现状,提出了WSN研究中需要关注的问题,展望了这一研究方向在未来的发展趋势和前景。     

PTTC:无线传感网络分簇算法

分簇是延长无线传感网络寿命的有效技术。为此,提出了基于Prim的树簇拓扑的无线传感网络分簇PTTC算法。PTTC算法首先推导最优的簇数,再计算节点被选为簇头的平均概率。然后,结合节点的剩余能量以及被选为簇头的频率数选择簇头,最后利用Prim算法建立树,节点依据树传输数据,进而提高能量利用率,扩延网络寿命。仿真结果表明,提出的PTTC算法平衡了节点间的能量消耗,有效地延长了网络寿命。     

基于能量效率的无线传感网络分簇算法

由于无线传感网络中传感器节点能量受限,提出基于能量效率的无线传感网络快速分簇算法(EECA),在系统初始化阶段把部署区域快速分成多个簇,随后以权衡节点自身能量消耗比和度作为选择簇头节点的依据,这时候的重新选举簇头节点变成了一种局部触发的行为,由于重新选举簇头节点只在簇内进行,这大大减少了重新选举簇头节点的复杂性和计算负载.理论分析表明EECA簇形成算法的消息和时间复杂度均为O(1),说明算法的开销较小,与网络的规模n无关.仿真实验结果表明EECA具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH协议相比,能够减少能量消耗,延长网络生存期.     

基于内河无线传感网络的分簇路由算法

针对内河无线传感网络呈长距离双线型分布特点,提出的RECR算法可以有效地改善路由能耗消耗不均的问题。根据节点的分布的特点和节点离汇聚节点的距离来构造簇,根据簇中所有节点的能耗比来选择簇头, 根据多汇聚节点和簇头线型分布的特点设计 簇间路由。仿真结果表明,RECR算法显著平衡了网中节点能耗,延长了网络生存时间。     

模糊边缘检测无线传感器网络分簇算法

针对传统分簇算法簇头选举仅单一考虑节点位置或能量分布的问题,提出了一种基于模糊边缘检测的无线传感网络分簇算法,该算法综合考虑拓扑边缘信息和节点能量分布,根据网络能量分布情况调整带宽内边缘节点参与簇头选举的概率.仿真结果表明,该算法簇头选举相对于LEACH算法分布更加合理,有效延长网络生命周期.     

无线传感网络中的分簇融合决策方法

无线传感网络的簇划分和簇内节点访问顺序对数据融合决策能耗和耗时具有重要影响．对此,提出一种分簇融合方法,采用最大熵聚类法和蚁群算法实现分簇和节点访问顺序规划,在簇内由移动代理以渐近方式完成局部融合,中心服务节点通过二次融合得到最终结果．仿真实验以能耗×耗时为评价指标,分析了簇数目对数据融合效率和准确性的影响．验证了分簇融合决策方法能有效降低网络能耗和耗时．提高融合准确性和执行效率．     

无线传感器网络中的分簇算法研究

分簇算法是无线传感器网络中实施分层路由所采用的重要方法,如何合理、有效地利用分簇算法使得网络中节点的能量消耗最小,成为当前无线传感器网络研究领域内的热点问题之一。为了对分簇算法进行研究,系统地分析了当前几种典型的分簇路由算法,着重分析了簇头的产生、簇的形成过程。并把超图理论引入大规模无线传感器网络中,使网络控制信息大为减少,从而延长网络的生命周期。     

基于RSSI的无线传感网络梯度分簇算法

无线传感器网络(WSN)通常采用分簇结构以减少通信量,降低网络的能量消耗。针对无线传感网在数据收集模式下节点的负载不均衡问题,提出一种基于可接收信号强度指示（RSSI）的WSN梯度分簇(RGC)算法,以节点RSSI值为基础建立梯度,形成层次性结构。从具有不同梯度与相同梯度的相邻簇首节点两方面着手,设计了负载均衡的分簇算法,有效降低其复杂度和能耗,延长网络生命周期。实验证明了该算法的正确性和有效性。     

无线传感器网络中的分簇算法研究

分簇算法是无线传感器网络中实施分层路由所采用的重要方法,如何合理、有效地利用分簇算法使得网络中节点的能量消耗最小,成为当前无线传感器网络研究领域内的热点问题之一。为了对分簇算法进行研究,系统地分析了当前几种典型的分簇路由算法,着重分析了簇头的产生、簇的形成过程。并把超图理论引入大规模无线传感器网络中,使网络控制信息大为减少,从而延长网络的生命周期。     

基于非均匀分簇和信息熵的无线传感网络路由算法

针对无线传感网络分簇算法中能量分布不均衡导致的“热区”问题,提出一种基于非均匀分簇和信息熵的路由算法。在簇头选举和竞争半径计算过程中综合考虑节点能量、节点密度和节点距基站距离,均衡簇头能耗以延长生存时间。采用簇间单跳多跳混合通信的路由规则,减少簇间通信能耗。对节点信息熵进行数据融合,引入融合权重系数减小数据融合的不确定性,提高数据融合效率。仿真结果表明,与LEACH、EEUC和EBUCA相比,该算法能够有效均衡网络能耗,延长网络生命周期。     

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%。     

无线传感器网络中能量有效的多层分簇算法*

针对无线传感器网络中每轮能耗和簇内节点负载不均衡问题,本文提出了一种能量有效的多层分簇算法(EEMLC)。基站在首轮按照各层的最优簇头数对整个网络逐层进行虚拟分区,在接着的轮次中,各个分区根据本轮节点的剩余能量来选取下一轮簇头,前者使得网络每轮总能耗最小并有效保证各轮的能耗均衡,后者确保分区内节点的负载平衡,从而最大限度地延长网络的生命周期。实验仿真结果表明,与LEACH算法相比,EEMLC算法的每轮能耗均衡性有了显著提高,网络的生命周期延长了11.3%。     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络中节点的能量有限,提高能量的有效性便成为无线传感器网络路由协议设计的首要目标。设计了一种能量高效的分簇路由算法,它提出让候选节点在一定的覆盖范围内以剩余能量为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀;处于簇类交界的节点则根据能量和距离来选择归属的簇头,以平衡网络负载;新算法还采用多跳的簇间通信方式来降低大部分簇头节点的通信负载。仿真结果表明:新算法能够有效降低网络能耗,延长网络生存时间。     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法*

为了延长网络的生存时间,提出了一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法（EBCA）,该算法优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,以平衡节点的能量消耗。仿真实验结果表明：无论同构网还是异构网,该算法都能显著地推迟网络第一个节点的死亡时间,其性能明显优于LEACH算法。     

无线传感器网络分簇算法研究

无线传感器网络是当前研究和应用的热点,拓扑控制是其研究的重要领域。在与其他传统无线网络拓扑控制机制比较的基础上,归纳了无线传感器网络分簇算法应具有的特性,并对近年来针对无线传感器网络提出的有代表性的分簇算法进行了研究,总结了各种分簇算法的特点和适合的应用场合,重点分析了它们的不足之处,最后指出了无线传感器网络分簇算法未来发展的趋势。     

无线传感器网络中一种能量均衡的分簇策略

以无线传感器网络中的能量消耗模型为基础,提出了一种能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议EECHS(energy-effficient cluster-head selection)。该协议通过节点的剩余能量和节点距离基站的距离来调节其成为簇首的概率,并进一步调节簇的大小。仿真结果表明,与改进后的DCHS协议相比,该策略使网络的生命周期和稳定周期分别提高了31%和45%以上。     

无线传感器网络能量异构非均匀分簇路由协议

基于分簇的无线传感器网络路由协议,采用多跳路由方式传输数据至基站,容易造成靠近基站的节点转发大量数据而过早失效。另外,分簇协议通常假定网络节点是能量同构的,不能有效解决节点能量异构的问题。因此,从非均匀分簇的角度出发,结合局部竞争簇首机制,提出了一种基于能量异构的分簇协议（EHUC）。仿真结果表明该协议能够有效应用于能量异构的无线传感器网络,并延长网络的生命周期。     

能耗均衡的自供能无线传感器网络分簇路由算法

当前的采能技术已经能够让传感器节点自动从环境中获得适量的能量补给,针对现有自供能无线传感器网络分簇路由算法中未考虑位于不同地理区域的节点所获补给能量大小的不同,而导致能量补给少区域的簇头数过少、簇规模过大、全网能耗不均衡等问题,本文提出了一种能耗均衡的自供能无线传感器网络分簇路由算法-EBCS（energy balanced clustering with self-energized）,该算法结合实际能量补给场景对簇头选举机制进行了改进,并采用了一种自适应式簇间通信机制,充分保存与利用补给能量。理论和仿真实验表明：EBCS算法能够较好维持预设的簇头比例,在网络平均剩余能量、当前可用节点数量等性能方面优于另外两种现有算法。     

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。     

能耗均衡的无线传感器网络两级路由协议*

传感器网络分簇路由协议研究的一个关键问题是如何最优化组簇,既能有效降低簇内节点能耗,又能均衡整个网络能耗。为此,提出一种能耗均衡的网络两级分层分簇路由协议。协议底层应用PSO算法实现网络节点最优化分簇;上层选择总簇头节点负责收集、融合簇头数据并发送至基站。仿真结果表明,本协议能有效降低节点死亡速度,延长网络生存周期。