基于动态规划的无线传感器网络的路由算法

路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一,其数据传送的多跳特点使得非常适合用动态规划的原理来设计传感器网络的路由算法.基于动态规划,通过节点跳数生成算法为传感器网络中的每个节点赋一个表示到Sink点跳数的节点跳数值,并分析了传感器网络的拓扑结构特点,然后给出了无线传感器网络中寻找从源到汇满足不同设计目标的最小跳数(MinH)、最小跳数最大剩余能量(MinHMaxRE)和最小跳数最小费用(MinHMinC)3种路由算法.探讨了最小跳数最小费用路由与最小费用路由之间的关系,并给出了判断最小跳数最小费用路径就是最小费用路径的一个充要条件.算法的能量消耗分析表明,所给路由算法能实现大幅度的能量节省.     

基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)路由中,节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少,严重影响网络的生存时间。为此,将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合,提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇,然后以需要传输数据的节点为源节点,汇聚节点为目标节点,利用蚁群优化算法进行多路径搜索,搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素,最后选出满足条件的多条最优路径,完成源目的节点间的信息传输。实验表明,该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离,能有效延长无线传感器网络的生存期。     

基于最小跳数的无线传感器网络路由协议

高效地实现路由转发是无线传感器网络路由设计的一个关键点。该文在现有基于簇的分层路由机制的基础上,提出一种基于最小跳数的路由转发模式,其核心是在建立的簇中采用最小跳数路由算法。该算法简单、易扩展,簇内节点只要记忆各自一跳范围内的转发节点集,就能沿最短路径向簇首发送数据。仿真结果表明,该模式节能效果较好,延长了网络寿命。     

WSN中基于能量代价的能量优化路由算法

针对无线传感器网络路由算法中的节点能耗问题,提出了一种基于能量代价的能量优化路由算法。算法综合考虑数据传输中节点能耗的有效性和均衡性,设计了一种新的能量代价函数,实现了二者的优化匹配。传感器节点按此函数计算前向部居节点的能量代价,选择能量代价最小的节点作为下一跳。算法基于部居节点信息进行路由选择,具有较低的计算时间复杂度。最后,对路由算法的性能进行了仿真分析,并与典型的路由算法进行了对比,结果表明,本路由算法能够有效延长网络生存时间,节约并均衡节点的能量消耗。     

基于最小跳的WSN传输可靠性路由算法

以节能和提高传输可靠性为目的,提出了一种基于最小跳的WSN传输可靠性路由算法。数据分组沿最小跳的路径向Sink节点传输,并在路由时选择可靠性评估值较高的＂下一跳信任节点＂进行转发,算法采用逐跳的NACK机制实现分组的丢失检测和重传,并能有效处理数据拥塞状况。理论分析和仿真实验表明,该算法具有良好的性能。     

无线传感器网络的能量有效性控制策略 ——最小跳数和功率自适应

提出了一种适用于无线传感器网络的能量有效性控制策略——最小跳数和功率自适应的混合使用方法。该能量控制策略在无线传感器网络的两个阶段实现：在任务感知阶段,一方面Sink节点通过最小跳数的算法洪泛感知任务建立路由,并根据路由信息建立可能的备份路由,另一方面在建立的路由基础上采用基于二分查找的功率自适应算法确定各个网络节点的最佳发射功率;在感知数据交付阶段,根据任务感知阶段确定的路由和发射功率进行数据传输。通过对最小跳数算法和基于二分查找的功率自适应算法的分析和实验,表明该能量控制策略可以很好地减少能量的开销。     

基于最小巡游概率的网络空洞平衡唤醒算法

在网络移动Agent(MA)模式下环形路由设计中,由于网络数据包传输冲突产生空洞,需要设计空洞平衡唤醒算法,以平衡网络能量,延长网络寿命。传统方法采用自适应学习粒子群算法,构建C/S模式下的空洞平衡唤醒算法,由于网络能耗不均衡也将容易使网络产生信息空洞的孤岛节点,性能不好。提出一种基于最小巡游概率的移动Agent的能量平衡环形路由信息空洞唤醒算法,建立最小跳数链路与梯度环,提供MA休眠和唤醒所需能量,进行MA迁移与数据回传,进行最小跳数链路路由算法设计,构建最小巡游概率判别准则与整体网络拓扑结构,实现网络信息空洞平衡唤醒算法的改进。仿真结果表明,该算法能数据包跳数构建网络拓扑,有效抑制了数据包在同一梯度内重传现象,通过最小概率巡游,有效减少因节点死亡而产生网络空洞的概率,有效克服网络能耗不均衡也产生信息空洞的孤岛节点,sink节点会相继收到由内环到外环各层MA所回传的融合数据,有效延长网络使用寿命,提高系统稳定性。     

矿井无线传感器监测网络路由改进算法的研究

分析了煤矿监测无线传感器网络的网络特点及其对应的路由协议的基本要求,针对井下网络拓扑变化频繁的特点,提出一种基于位置信息和网络梯度的贪婪型路由算法。该路由算法很好地解决了节点如何走出空洞现象和如何选择最优下一跳路由节点两个关键问题,路由信息简单可维护性强,研究结果表明该算法下的网络具备很好鲁棒性和可扩展性,满足井下实时监测网络的应用需求。     

一种SRIO网络负载均衡最短路径路由算法

在串行RapidIO传输过程中,路由选路算法是影响传输性能的重要因素之一。针对串行高速输入-输出(SRIO)网络深度优先搜索分配路径非最优问题,提出一种负载均衡最短路径路由算法。通过广度优先搜索对SRIO网络中的节点进行枚举并建立网络拓扑信息,以路由跳数定义路由的成本,根据改进Floyd-WarShall算法计算并保存交换节点间的K最短路径。给出预期负载的概念和链路上的路由路径数量来定义链路的负载,采用负载均衡算法从K最短路径中进行选路,建立SRIO网络最短路径约束的负载均衡路由。实验结果表明,与深度遍历路由算法、最小跳数算法相比,该算法在网络传输平均跳数、链路平均负载和链路负载均衡方面有更好的表现,能够有效提升SRIO路由网络的稳定性。     

最小跳数路由无线传感器网络中的节点距离测量

无线传感器网络中的间接距离测量是一种性价比极高的距离测量方法,但目前测量精度还有待进一步提高。根据最小跳数路由无线传感器网络的行为特征,提出了一种基于最小跳数路由及其路由重复数的节点距离测量算法,与DV-hop算法相比,借助路由重复数较大地提高了距离测量精度。理论分析及仿真结果表明,该算法在节点密集分布的无线传感器网络中具有很好的效果。     

基于WIA-PA网络中虚拟通信关系的路由算法

基于IEEE-802.15.4标准的WIA-PA网络中的虚拟通信关系(Virtual Communication Relationships,VCR),分析了无线网络中的最小跳数路由算法与节能型路由算法,讨论了这两种算法的优缺点.结合二者的优点以及WIA-PA网络中VCR的特点,提出了一种基于VCR的路由算法.仿真结果...     

基于路径质量的无线传感网路由协议

基于跳数的无线传感器网络路由协议因实现简单、延迟少和易维护等优点,一直以来受到广泛关注。在分析现有基于跳数的路由协议的基础上,对最小跳数路由算法的选路标准进行了改进,提出了一种基于路径质量的无线传感网路由协议,采用跳数、综合链路质量和节点能量作为路径质量的度量指标。使用OMNET++网络仿真软件进行了仿真实验,实验结果表明：改进后的路由协议有效地提高了网络分组的投递率,降低了网络的能耗。     

节点位置固定的线性无线传感器网络节能路由

无线传感器网络节点一般采用电池供电,能量非常有限,因此提高网络能量效率、最大化网络生命周期成为亟待解决的重要问题。线性无线传感器网络在某些实际应用中,由于监测环境和对象的特殊性,监测点位置往往是事先确定的,并非随机分布,故现有的线性路由和变距离节点布置方案应用性受限。针对这一问题,提出了一种等距离分组多跳路由,建立了其能耗数学模型,得到了网络平均能耗与网络长度、节点数和分组数的数学关系,并给出了最小网络平均能耗下的分组数求解方法,最后用Matlab软件仿真分析。结果表明,与单跳、多跳、分簇多跳三种常见路由相比,等距离分组多跳路由由于没有簇头,因此具有最小的网络平均能耗和最大的网络生命周期。     

基于蚁群算法的能量有效的传感器网络可靠路由协议

针对传统的多路径方法在网络生存时间方面表现的不足,提出了一种基于蚁群算法的新方法.该方法在路径选择时不仅考虑了路径的最优性也即最小跳数,而且还把节点的剩余能量作为路径选择的依据.在发送数据时,基于概率选择其中的一条路径,避免始终使用一条路径传送数据以防止该路径上的节点能量耗尽,网络中各节点比较均衡地消耗能量.因此,该方法有效的延长了网络生存时间.最后,基于TOSSIM的仿真结果表明,该方法与已有的不相交多路径方法和缠绕方法相比,网络可靠性较高,网络生存时间较长.     

基于最小代价场的WSN路由算法的研究与改进

针对基于最小代价场的无线传感器网络路由算法及其典型改进算法的缺陷,提出了一新的改进算法.新算法引入了一种跨层设计的思想,通过对各层协议的配合使用,优化生成扩展最小跳数场,使得信息包沿最短路径向Sink节点传送的过程中所引起的能量消耗最小化,并同时均衡节点负载.理论分析和仿真实验表明,该算法能够显著延长网络的生命周期.     

WSN中能量均衡的混合路由树算法

针对无线传感器网络中多跳通信路由导致的能量洞问题,提出基于环模型的混合路由树算法,创建最小代价混合路由树,使节点间采用单跳和多跳交替的混合路由通信方式,以此均衡网络耗能。仿真结果表明,该算法能有效解决能量洞问题,并最大限度地延长网络的生存时间。     

有效能量空洞避免的无线传感器网络混合多跳路由算法

针对在无线传感器网络(WSN)的分簇路由算法中,节点之间能量消耗不均衡容易引发"能量空洞"现象的问题,在研究平面和层次路由协议的基础上,提出了一种有效能量空洞避免的混合多跳路由算法。首先,引入热点区域划分的概念对监测区域进行划分;然后,在分簇阶段,对热点区域外的节点采用非均匀分簇结构,融合簇内数据以减少流入热点区域的数据量;其次,对热点区域内的节点不采取分簇以降低区域内节点的分簇能耗;最后,在簇间通信阶段,通过粒子群优化(PSO)算法寻找同时满足相邻两跳间最大通信距离的最小化和最大通信跳数的最小化的最优传输路径,实现整个网络的能量消耗最低。理论分析和实验结果均表明,所提算法在能量有效性和能耗均衡分配方面都要优于基于增强学习的生命期优化路由协议(RLLO)和基于模糊理论的多层分簇式路由协议(MLFC),网络生存周期分别提高了20.1%和40.5%,可以有效避免"能量空洞"。     

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

针对无线传感器网络最小跳数路由协议数据包多路径冗余传输,能量消耗不均衡等问题,提出了一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议。该协议通过引入侦听机制在网络中建立传输路径,同时采用一种新的能量均衡策略解决关键节点能耗过快的问题,以有效延长网络寿命。通过自主研发的无线传感器网络仿真平台进行仿真,比较最小跳数路由协议和改进协议的性能。实验结果表明:改进协议能够很好的均衡网络能量消耗,提高网络能量有效性,延长了网络寿命。