无线传感器网络的NS2扩展与仿真机制研究

分析了NS2的工作原理和仿真机制,重点介绍了分裂对象模型和离散事件调度模型.以无线传感器网络作为重点,阐明了NS2对无线传感器网络的扩展机制,包括节点能耗模型扩展、移动节点扩展以及相应路由协议扩展.在此基础上,介绍了NS2仿真传感器网络路由协议的代码调用过程及仿真模型,并以分簇路由协议LEACH为实例进行了仿真实验,从...     

一种无线传感器网络多级异构分簇路由协议

研究了无线传感器网络,提出了一种适合大规模应用的无线传感器网络体系结构,并提出了一种新的路由协议——多级异构分簇路由协议;该协议将无线传感器网络节点分成4种类型,根据簇头间平均跳数、簇头能耗等因素选举出第一级簇头节点;利用通信能耗、节点能耗以及跳数3个方面作为启发因子,寻找第一级簇头到第二级簇头间的最佳路径;基于NS2平台对该路由协议进行了仿真实验,并与LEACH协议进行比较;仿真结果表明:在大规模的应用中,该路由协议能有效地降低节点的平均能耗、延长网络生存时间。     

基于能耗均衡的LEACH-DC协议的设计

为了解决LEACH协议无法控制簇首位置和簇首选择方式而导致能量消耗太大的缺点,提出了以非均匀分簇和双簇头路由作为改进方法的一种基于能耗均衡的LEACH-DC协议.对改进的LEACH-DC协议使用NS2进行了仿真实验,仿真实验结果表明,改进后的路由协议在网络总能耗以及数据传送量等方面均得到明显改进,从而均衡了无线传感器的网络能耗,延长了网络生命周期.     

无线传感器网络LEACH协议能耗均衡改进

LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)路由协议是无线传感器网络中被广泛应用的分层协议,但它存在簇头选择不合理和节点能耗不均衡的缺点.通过对LEACH协议节点能耗建模和分析,提出了一种均衡节点能耗的改进协议LEACH-B.最后用NS2对改进后的协议进行仿真,仿真结果表明,改进后的协议能均衡节点的能耗,有效地延长了整个网络的生存期.     

采用RSSI技术的新型无线传感器网络路由协议

把RSSI( Received Signal Strength Indication)测距技术引入到无线传感器网络的路由策略中,形成一种新型路由协议.该协议能有效减少节点能耗,从而增加了无线传感器网络的寿命.在NS2平台上,分别对LEACH协议和新型路由协议行了仿真.结果表明:新型路由协议下的网络寿命比LEACH的长;当网络工作在低负载的情况下,该新型协议的单位能耗下数据接收量比LEACH的要大.     

井下无线传感器网络路由协议的研究

为了研究煤矿监测无线传感器网络的特殊环境,对NS2网络仿真场景进行了扩充,在NS2中加入障碍物构造出井下掘进工作面的场景.通过分析当前经典的无线传感器网络协议DSDV、DSR、AODV以及GPSR,使其运行在井下特殊的场景中.无线传感器网络由能量受限的节点组成,能量问题在井下尤为重要,在NS2中引入能量模型对其协议进行对比.按照包成功投递端到端的平均延时、包成功投递率和能量消耗这三个指标对四个路由协议进行了性能仿真评估,仿真结果表明基于地理位置信息的GPSR协议在井下表现出较好的特点、鲁棒性和节能效应,因此当网络结构变化频繁,要求较高的分组投递率时可选择GPSR协议.     

基于TinyOS的传感器节点能耗仿真研究

根据无线传感器网络自身能源有限的特点,采用能量模型优化策略对整个网络的能量消耗进行研究。网络能耗的实时监测是无线传感器网络研究的内容之一。首先对传感器节点的硬件整体架构进行分析研究,并对运行过程中各个工作模块的运行情况进行统计。通过对统计数据的分析,构建了有效的网络能耗模型。根据该模型,提出了一种无线传感器节点能耗监测算法,设计了基于TinyOS2.x的能耗仿真模块。为了验证和评估该算法的准确性,采用TinyOS2.x的仿真平台TOSSIM对网络能耗进行测试,并对仿真数据和真实数据进行对比分析。对比结果表明,该算法能够较为准确地实现对网络节点能耗的监测。     

基于扩展合同网协议的无线传感器网络协作方法研究

提出一种适用于无线传感器网络协作的扩展合同网协议.该协议在传统合同网协议中引入了信任度、阈值和优先级等策略,减少了无线传感器网络的通信开销,有效均衡了节点的能量消耗.为确保扩展合同网协议的完整性、正确性和可靠性.利用面向对象Petri网对其进行建模、分析和验证.仿真结果表明,扩展合同网协议有效地延长了网络生命周期,提高了网络的能耗效率,网络完成任务数也有了显著的增加.     

J—Sim下WSNs仿真框架的扩展设计与实现

随着无线传感器网络(WSNs)的应用,如何延长网络生命周期,对路由协议的研究提出了挑战.为了更好地研究能量高效利用的WSNs路由协议,建立对WSNs能耗支持较好的仿真平台具有十分重要的现实意义.针对J-Sim下WSNs框架对能耗仿真支持不好的问题,在现有的WSNs框架基础上提出了一种支持能耗仿真的WSNs仿真框架并在该框架上扩展实现LEACH协议.实验结果表明改进后的WSNs框架可以真实地仿真WSNs,获取有价值的仿真结果.     

基于J-Sim仿真的WSN能量模块设计与实现

针对J-Sim下传感器网络框架不支持能耗仿真的问题,借鉴NS-2下传感器网络能量模块的设计思路,结合网络仿真器J-Sim的特点,在现有的传感器网络框架基础上扩展了能量模块。最后通过两种路由协议（AODV、GPSR）进行仿真验证,实验结果表明改进后的传感器网络框架可以真实的仿真无线传感器网络,获取有价值的仿真结果。     

An Energy Efficient Clustering Scheme for Data Aggregation in Wireless Sensor Networks

In wireless sensor networks, a clustering scheme is helpful in reducing the energy consumption by aggregating data at intermediate sensors. This paper discusses the important issue of energy optimization in hierarchically-clustered wireless sensor networks to minimize the total energy consumption required to collect data. We propose a comprehensive energy consumption model for multi-tier clustered sensor networks, in which all the energy consumptions not only in the phase of data transmissions but also in the phase of cluster head rotations are taken into account. By using this new model, we are able to obtain the solutions of optimal tier number and the resulted optimal clustering scheme on how to group all the sensors into tiers by the suggested numerical method. This then enables us to propose an energy-efficiency optimized distributed multi-tier clustering algorithm for wireless sensor networks. This algorithm is theoretically analyzed in terms of time complexity. Simulation results are provided to show that, the theoretically calculated energy consumption by the new model matches very well with the simulation results, and the energy consumption is indeed minimized at the optimal number of tiers in the multi-tier clustered wireless sensor networks.     

一种基于数据流跟踪的无线传感网能量模型及网络优化

提出了一种基于数据流跟踪的能量模型,通过跟踪数据流在网络中的整个过程来计算全网的能量消耗,是一种不受网络结构限制的普遍适用的能量模型;在此基础上.建立了基于能耗的网络优化模型,针对链式和簇式结构进行了拓扑、功率和路由方面的优化设计,仿真结果证明了理论分析的正确性.     

带状无线传感器网络能量高效的节点部署策略

带状无线传感器网络具有特殊的拓扑结构,满足很多重要领域的应用需求。针对带状网络中的能量消耗不均衡问题,分析了带状无线传感器网络在多跳通信时的拓扑结构和能耗模型,在对带状网络进行分簇的基础上,提出一种非均匀的节点部署策略,该策略量化了带状传感器网络中簇内节点的数目关系,并设计了相应的路由协议。仿真结果表明,非均匀的节点部署策略可以缓解带状网络的能量空洞问题,使网络能耗趋于均衡,延长整个网络的生命周期。     

MIMO多跳簇结构无线传感器网络的路由算法及其能耗研究

由于分层簇结构协议能有效地解决无线传感器网络的能耗问题,文中针对基于MIMO的多跳簇结构无线传感器网络,提出了一种基于距离矢量的改进路由算法,同时在J-sim仿真平台上进行了相应的仿真,从而证明了改进路由算法的有效性。另外也证明了该系统的节点能耗特点和MIMO技术对降低系统能耗所具有的一定作用,但在低信噪比时其效果不明显。     

J-Sim下WSNs仿真框架的扩展设计与实现

随着无线传感器网络(WSNs)的应用,如何延长网络生命周期,对路由协议的研究提出了挑战。为了更好地研究能量高效利用的WSNs路由协议,建立对WSNs能耗支持较好的仿真平台具有十分重要的现实意义。针对J-Sim下WSNs框架对能耗仿真支持不好的问题,在现有的WSNs框架基础上提出了一种支持能耗仿真的WSNs仿真框架并在该框架上扩展实现LEACH协议。实验结果表明改进后的WSNs框架可以真实地仿真WSNs,获取有价值的仿真结果。     

一种改进的室内wsn仿真模型

针对室内无线传播模型具有多径传播效应的特性和无线传感器网络协议栈的特点,提出了一种改进的室内无线传感器网络仿真方法。方法使用阴影模型模拟室内无线传播模型的多径传播效应,结合常用的无线传感器网络节点芯片的性能参数预测出无线信号在室内的实际传输距离,并在NS2中以该无线信道模型为基础,以无线传感器网络协议栈为标准,建立了一个改进的室内无线传感器网络仿真模型。仿真模型的测试结果表明该模型在数据包投递率及网络剩余能量的比率上与实际室内无线传感器网络的性能相似。证明建立的模型能为室内无线传感器网络的实际布网和应用提供可靠的依据。     

无线传感器网络自适应链路层FEC控制策略*

提出一种适用于无线传感器网络的自适应链路层FEC控制策略。该策略基于Kalman滤波器预测当前的网络状态,在数据链路层采用FEC控制机制,根据FEC能耗分析的自身特性自适应地调整FEC参数n,以便改善无线传感器网络的通信性能,并建立单跳无线传感器网络模型和能量模型。数学分析和仿真验证表明,该策略能够有效地提高无线传感器网络数据传输的可靠性,降低无线传感器网络的能量消耗。     

基于定向扩散路由协议的改进

介绍了无线传感器网络中的定向扩散路由协议.针对该协议在能效方面的不足进行研究,提出一种能源高效的协议IDD.采用自由空间模型,通过控制探测数据的扩散范围,引入路径代价函数实现能量的高效利用.理论分析和仿真结果表明,与传统的定向扩散协议相比,IDD协议降低了网络中节点的能量消耗,延长了网络生存期.     

Dynamic duty cycle and adaptive contention window based QoS-MAC protocol for wireless multimedia sensor networks

Rapid penetration of small, customized wireless devices and enormous growth of wireless communication technologies has already set the stage for large-scale deployment of wireless sensor networks. While the need to minimize the energy consumption has driven significant researches in wireless sensor networks, offering some precise quality of service (QoS) for multimedia transmission over sensor networks has not received significant attention. However, the emerging new applications like video surveillance, telemedicine and traffic monitoring needs transmission of wireless multimedia over sensor networks. Naturally, offering some better QoS for wireless multimedia over sensor networks raises significant challenges. The network needs to cope up with battery-constraints, while providing improved QoS (end-to-end delay and bandwidth requirement). This calls for a suitable sensory MAC protocol capable of achieving application-specific QoS. In this paper, we have proposed a new QoS-based sensory MAC protocol, which not only adapts to application-oriented QoS, but also attempts to conserve energy without violating QoS-constraints. Performance modeling, analysis and simulation results demonstrate that the proposed protocol is capable of providing lower delay and better throughput, at the cost of reasonable energy consumption, in comparison to other existing sensory MAC protocols.     

PEACH: Power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks

The main goal of this research is concerning clustering protocols to minimize the energy consumption of each node, and maximize the network lifetime of wireless sensor networks. However, most existing clustering protocols consume large amounts of energy, incurred by cluster formation overhead and fixed-level clustering, particularly when sensor nodes are densely deployed in wireless sensor networks. In this paper, we propose PEACH protocol, which is a power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks. By using overhearing characteristics of wireless communication, PEACH forms clusters without additional overhead and supports adaptive multi-level clustering. In addition, PEACH can be used for both location-unaware and location-aware wireless sensor networks. The simulation results demonstrate that PEACH significantly minimizes energy consumption of each node and extends the network lifetime, compared with existing clustering protocols. The performance of PEACH is less affected by the distribution of sensor nodes than other clustering protocols.