无线传感器网络中分布式多跳路由算法研究

在对无线传感器网络路由算法深入研究的基础上,设计出了一种完全分布式的、能量有效的无线传感器网络多跳路由算法,主要内容包括:(1)在成簇方面,给出了一种基于时间延迟机制的无线传感器网络成簇算法CHTD,解决了相同能量节点在产生簇头时的碰撞问题。并通过仿真验证了CHTD成簇算法比LEACH和目前已有的基于定时器的成簇算法TB-LEACH对网络性能有明显改善;(2)在簇头数据传输方面,给出CHTD-M簇间多跳路由算法。该算法将网络中均匀分布的簇头构造成一棵路由树,通过多跳传输的方式减少直接与基站通信的簇头节点数量。最后对整体算法进行仿真,实验结果表明,CHTD-M把节约网络能量和保持网络负载平衡很好的结合起来,显著地延长了网络的生命周期。     

基于分簇的无线传感器网络多跳路由算法

由于无线传感器网络中节点能量有限,而且不易补充,因此节能是其研究的主要技术之一。为平衡网络节点能耗负载,延长网络寿命,考虑到随机分布节点的剩余能量和节点相对于基站的位置,提出了一种基于分簇的多跳路由算法。算法中,引入了能量控制因子来降低低能量节点被选为簇首的概率;利用簇首权重的影响,建立基于最短距离的多跳路由,解决了不同距离的簇首之间的能耗平衡问题。仿真实验表明,所提算法能够更好地均衡网络负载,延长网络的生存时间。     

无线传感器网络中基于蚁群算法的路由算法

提出一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法。该算法综合网络分簇算法及蚁群算法的优点,考虑节点当前可用能量对路由选择的影响,使选择路由时既能均衡节点的能量消耗,又能利用蚁群算法正反馈的作用实现快速搜寻从簇头节点到汇聚节点的多跳最优路径,通过在簇头节点进行数据汇聚降低路由的开销。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。     

基于分簇的水声传感器网络多跳路由算法

分簇算法是指将网络分割成簇,建立多级网络,最早是由Wendi Rabiner等人在2000年提出,应用到无线传感器网络的LEACH协议中,然而分簇在水声传感器网络中的应用还存在众多弊端。为使其更好地应用到水声传感器网络中,本文将多跳引入到分簇路由协议,从网络的节能和效率角度出发,提出一种基于分簇的水声传感器网络多跳路由算法。该算法根据节点所在区域将网络划分为多个簇,每个簇创建一个子网络并创建对应的簇路由表,节点根据下一跳的状态动态修改路由,采用多跳方式传输数据,利用仿真实验的方法验证算法的优势。     

基于跳数场的无线传感器网络路由协议研究

研究了无线传感器网络路由机制;在分析了基于跳数场的多径路由协议的基础上,针对其存在节点负载不均衡的缺陷,提出了新的局部动态改变节点功率的路由算法,该算法在建立跳数场时选取出一跳扩展节点来分担一跳节点的负担,在数据传输过程中使用基于节点剩余能量和连通度的加权函数值作为转发节点的选择依据,均衡了中间节点的能耗;仿真实验表明,新的算法能够有效均衡负载,延长网络生存期.     

基于非均匀成簇的无线传感器网络多跳路由算法

针对复杂、不规则场景下无线传感网络的高效能组网问题,提出了一种基于非均匀成簇的无线传感器网络多跳路由算法MRAUC。根据应用场景形状不规则、汇聚节点远离检测区域等特点,首先将检测区域近似成汇聚节点位于扇心的扇环,建立了扇型场景下无线传感器网络的非均匀成簇模型;通过等间隔划分扇环,以第一扇环能耗最小为原则确定各扇环的簇首数目,进一步推导出各扇环内的最佳簇首比例;通过簇首发射功率的自适应调整实现非均匀分簇;同时,以MTE原则竞选出最佳中继簇首,有效解决了簇首间的路由中继问题。仿真结果表明,与传统算法相比,在不同应用场景下所提MRAUC算法在均衡网络节点能耗、延长网络生命周期方面具有显著优势,更适用于工程实际。     

无线传感器网络的多跳时间同步算法研究

时间同步是传感器网络的一个热点,目前单跳时间同步趋于成熟,而多跳同步研究相对薄弱,具体表现在过大的能量开销和随跳数而累积的同步误差。本文对典型的传感器网络多跳时间同步算法进行论述,并指出了进一步的研究方向。     

无线传感器网络单跳与多跳路由的选择性

针对无线传感器网络选择恰当的路由路径对节省节点能量的重要性,分析无线传感器网络单跳与多跳路由路径的能量消耗情况,发现数据压缩或融合时,对于给定的不同压缩或融合比存在一个不同的临界距离,当大于这个临界距离时,选择多跳路由比单跳路由更节省能量,反之则选择单跳路由比多跳路由更节省能量。仿真结果显示该文的分析是正确的,这对无线传感器网络选择路由路径具有实际的指导意义。     

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。     

基于分层模型的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络（WSN）与传统无线网络相比,网络节点在电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命时间成为无线传感器网络的一个关键问题。文中提出了一种新的高效节能的分簇路由协议ULCR（Unequal Level-based Clustering Routing Algorithm）。该算法根据节点的剩余能量及节点所在层次来竞争簇头,同时使用候选节点的竞争范围来构造大小不均等的簇。簇间采用多跳方式转发数据,可以有效避免簇头能量消耗不均衡的问题。仿真结果显示,与LEACH和EEUC两种协议相比,ULCR协议可有效延长网络生命时间。     

基于多轮分簇的无线传感器网络路由协议

提出了一种基于多轮分簇的无线传感器网络路由协议MCBMC(multi-round cluster based Multi-hop clustingrouting protocol),它对RBMC(ring based multi-hop clustering routing algorithm)进行了改进,在簇头自举中引入剩余能量参数,同时改单轮成簇为多轮成簇,减少了频繁分簇和重复建立多跳路由的次数。仿真结果表明,与RBMC相比,MCBMC能够降低节点平均能耗,提高网络的寿命。     

能量高效的无线传感器网络路由协议

针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。     

无线传感器网络中一种基于多跳导标的分布式节点定位算法

针对无线传感器网络内在特点及经典Beacon-based定位方法的局限性,提出了一种新的基于多跳导标节点的分布式节点定位策略。其主要原理在于应用距离矢量路由法获得邻近导标节点的同时,在选择参与定位的导标节点集时考虑了导标节点共线度及未知节点与导标节点的位置关系,并在此基础上提出了不依赖于复杂优化计算的基于权值的位置估算策略。仿真研究表明,提出的算法具有很好的自适应性、分布性、可扩展性和鲁棒性,特别是算法在计算复杂度及定位结果鲁棒性等方面表现出了很好的性能,适合应用于大规模无线传感器网络。     

高效节能的无线传感器网络路由协议研究

现有的分簇式无线传感器网络路由协议中,簇大小通常是固定的.簇首间采用多跳通信的方式将数据传送至基站的过程中,靠近基站的簇首由于需要转发大量来自其它簇首的数据而负担过重,可能造成节点过早死亡.为了解决这种情况,提出一种非均匀分簇的多跳路由协议,根据与基站的距离建立大小不同的簇,靠近基站的簇规模小于远离基站的簇,靠近基站的簇首可以为数据转发预留能量.同时,在簇首选择机制上基于LEAcH做了一定的改进,通过综合考虑簇内平均能量、节点剩余能量等参数,有效避免了低能量节点被选为簇首.仿真实验结果表明,路由协议能有效地平衡簇首的能量消耗,延长网络的生存时间.     

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

无线传感器网络的研究与发展

简要介绍了无线传感器网络的体系结构特点和应用领域,对无线传感器网络涉及的关键硬件技术和软件算法的研究现状进行了总结,并探讨了其存在的问题及发展趋势。     

一种能量捕获无线传感网络机会路由算法

在无线传感网络中,采用能量捕获技术理论上可以无限延长节点的使用寿命。基于该技术,提出了一种新的机会路由算法——能量潜能机会路由(Energy Potential Opportunistic Routing,EPOR)算法。该算法首先用到目的节点的期望传输次数衡量各节点到目的节点的距离,然后用节点的剩余能量与节点所捕获的能量之和表示节点的能量潜能,最后用期望传输次数和节点能量潜能决定节点的退避时间,退避时间最短的节点即为转发节点。理论分析和仿真实验表明,该算法不但可以延长网络生命期,而且可以明显改善网络中节点能量的均衡性。     

基于节点度和距离的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络(WSN)中节点的负载均衡问题,提出一种基于节点度和距离的WSN非均匀分簇路由算法。该算法在首轮成簇时采用了定时机制的簇头竞争方案,定时的长短取决于节点本身的节点度和距离基站的距离,且节点根据不同的竞争半径形成不同的簇。在首轮成簇结束后,簇的结构不再发生变化,而簇头的轮换则根据簇内节点的剩余能量和距离本簇质心的通信代价在簇内进行动态轮换。采用簇间多跳路由,根据节点的剩余能量、距离基站的距离、节点间通信代价和节点的转发热度来选择中继节点。仿真结果表明,该算法的网络生命周期与LEACH协议相比延长了2倍以上,与EEUC协议相比延长了13.97%,且均衡了网络的能量消耗。     

无线传感器网络中一种精细距离控制定位算法

在Hop-terrain定位算法的基础上,提出了一个新的改进定位算法。新算法先利用由距离向量交换获得的普通节点与信标节点间的跳数距离进行传感器节点的初始位置估计;然后利用节点初始估计位置和节点直接邻居信息进行节点位置的迭代更新。在更新阶段,为了降低误差,引入了一种精细距离控制机制。该距离控制机制参考到高可信度权值邻居节点的距离约束关系,选择可能的最好节点位置作为最新迭代定位结果。仿真结果表明,与原算法相比,该算法能提高定位节点的比例,降低节点定位误差。