无线传感器网络中基于时空分集的分布式能量有效成簇算法

为了延长无线传感器网络的生存时间,需要设计适合无线传感器网络特点的能量有效的协议。成簇算法能够减少无线传感器网络的能量消耗,对增强网络的可扩展性和延长网络的生存时间有着重要的作用。但现有算法对多路衰退的链路并不十分能量有效,针对这些算法的不足,提出了基于时空的分布式能量有效成簇算法,每个簇由一个簇首节点和一个协作节点相互合作运用时空编码实现数据传输的时空分集,以减少网络能耗和均衡节点能量。模拟实验结果显示,与现有重要成簇算法相比,该算法能够提供更长的网络生存时间。     

WSN中一种新的基于蚁群优化的路由算法

针对无线传感器网络路由中网络节点能量和生存时间受限问题,提出了一种基于蚁群优化的WSN分簇路由算法.算法引入蚁群优化,对网络覆盖区域内的节点进行分簇处理,簇内利用蚁群优化算法进行最优路径搜索.仿真结果表明:该算法能有效平衡网络节点间能耗,延长网络生存期,蚁群增强了最优路径的可靠性,进一步降低了网络能耗.     

基于能量受限的无线传感器网络路由设计

由于传感器节点能量的有限性,如何延长网络的生命周期是无线传感器网络(WSN)路由设计的主要目标.为解决LEACH协议存在簇头分配不均匀和能量消耗较大等问题,研究一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由设计方法.主要采用节点能量来选举簇头,采用蚁群算法优化簇间路由以实现簇间通信.仿真结果表明这种方法优于LEACH算法,在降低能量消耗与延长网络生存周期等方面具有更好的性能.     

分簇式WSN中基于MISO技术的协作传输系统性能分析

针对无线传感器网络(WSN)中多节点协作传输问题,研究了分簇式无线传感器网络中基于虚拟多输入单输出(MISO)技术的系统性能.首先推导了系统簇内广播阶段、簇间传输阶段的误符号率(SER)以及2个阶段系统整体误符号率的表达式;然后给出了系统整体误符号率一种有效的下界,并进行了仿真验证;最后将系统误符号率作为约束,建立了优化系统功率分配模型,并提出了求解该模型极值解的有效方法. 仿真结果表明,在满足系统一定误符号率要求下,优化模型有效地节约了系统能量.     

分簇式WSN中基于MISO的协作传输系统性能分析

针对无线传感器网络(WSN)中多节点协作传输问题,研究了分簇式无线传感器网络中基于虚拟多输入单输出(MISO)技术的系统性能.首先推导了系统簇内广播阶段、簇间传输阶段的误符号率(SER)以及2个阶段系统整体误符号率的表达式;然后给出了系统整体误符号率一种有效的下界,并进行了仿真验证;最后将系统误符号率作为约束,建立了优化系统功率分配模型,并提出了求解该模型极值解的有效方法.仿真结果表明,在满足系统一定误符号率要求下,优化模型有效地节约了系统能量.     

基于能量平衡的无线传感器网络非随机分簇算法（英文）

无线传感器网络(WSNs)路由协议的设计受到传感器的节点特征、网络行为和应用需求等的影响,网络拓扑结构的变化对节点之间通信路径的影响非常关键。分簇是减少能量消耗和增强网络可扩展性的一种有效的拓扑控制技术。为了节约能耗,提出了能量平衡的非随机分簇算法。该算法采用最小能量分簇技术形成簇群,利用最小的通信距离来选择最优的簇头(CH)。仿真结果表明该算法延长了网络寿命,与集中式的LEACH-C算法相比,提高了能量利用效率。     

基于能量平衡的无线传感器网络分布式成簇机制

针对资源有限的无线传感器网络目标跟踪问题,采用一种基于能量平衡的最优分布式成簇机制,为此引入了基于节点剩余能量标准差的能量平衡指标,将其转化为多目标约束优化问题,并采用二进制粒子群优化算法求取最优解.Matlab仿真结果表明,与基于能耗和扩展卡尔曼滤波的成簇机制相比,采用基于能量平衡的最优成簇机制能在保证跟踪精度和能量平衡的前提下,提高网络寿命近2倍,从而有效地延长了网络寿命.     

利用粒子群优化的WSN环状簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)中采用多跳分簇算法所带来的能耗不均衡问题,提出了一种利用粒子群优化的环状簇路由协议. 该协议采用粒子群算法将整个网络划分成间隔不等的同心圆,在各环内再分成若干扇区作为簇首选举的基本单位. 在每个扇区内,各节点根据到扇区中心的距离剩余能量来竞选簇首. 同时引入能级的概念,在很大程度上克服了簇首轮换速度过快造成网络开销过大以及轮换速度过慢造成单个节点过早死亡的缺点. 仿真结果表明,该协议有效地均衡了各环间的能耗,延长了网络寿命.     

无线传感器网络路由协议成簇算法研究

阐述了无线传感器网络中路由协议成簇算法。在分析LEACH和SCRP的基础上,结合二者各自特点,提出了对SCRP的改进方案,并对实现算法进行了详细描述。由于考虑了网络负载平衡,该改进算法有利于提高WSN能量利用率,延长整个WSN网络的生存时间,拓展了基于簇的WSN路由协议的应用范围。     

多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法

针对现有异构无线传感器网络分布式分簇结构路由算法的竞选簇头机制并未充分考虑节点位置和剩余能量的影响,提出一种多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法.该算法依据节点位置与剩余能量来改进竞选簇头的阈值函数,使得距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率增大,避免距离基站远的簇头过多而导致簇头死亡过早,从而优化全网能量消耗.理论分析和仿真实验表明新的分簇算法与现有的一些分簇算法相比明显提高了网络生存周期,增加了网络吞吐量.     

基于GA和LEACH的WSN引入交通层路径优化算法

针对WSN节点中分层分簇路由算法存在能耗不均衡、簇首能耗高的问题,提出了一种基于GA和LEACH的WSN引入交通层路径优化算法。该算法基于ZigBee协议引入了新的拓扑结构,并优化了基于距离和能量因素的阈值函数,从而对WSN进行优化。仿真结果表明,在增加9%整体耗能的前提下,减少了关键簇首95%的通信能耗,有效地提高了WSN能耗均匀性,并延长了WSN 1~3倍的整体工作寿命。     

无线传感器网络权值分簇路由协议改进

无线传感器网络是一种无线自组织网络,它由大量能量有限的传感器节点组成。怎样节省能量,高效利用能量,能量负载平衡是延长无线传感器网络服务寿命的重要技术。该文首先分析了典型的无线传感器网络路由协议,随后提出在GSEN协议基础上,利用权值分簇算法改进簇首,从而得到一个全新的高效的分簇路由协议。用MATLAB对LEACH,GSEN,以及改进后的GSEN进行仿真,模拟仿真结果显示,该方案能更好地提高网络寿命。     

Energy-balanced on demand clustering improved leach protocol for wireless sensor networks

In wireless sensor networks (WSNs), appropriate topology control (TC) could efficiently balance the load among sensor nodes and extend network lifespan. Clustering is an effective topology control technique that could reduce energy consumption and provide scalability to WSNs. However, some clustering algorithms, including the traditional low energy adaptive clustering hierarchy (LEACH), don''t consider the residual energy and the communication distance. The energy consumption could dramatically increase in the case of long communication distance and high rate of control message exchange. In this paper we propose an energy-balanced clustering algorithm which considers the communication distance and the residual energy. Moreover the cluster head (CH) reselection is relevant to the current CH residual energy in order to reduce overheads. The simulation results demonstrate that the proposed algorithm prolongs the lifetime of the WSN in comparison to the LEACH and a hybrid clustering approach (HCA).     

一种面向分簇实时监测应用的WSN时间同步算法

为了建立一种适用于分簇实时监测无线传感器网络的时间同步算法,同时建立具有较高精度的时钟偏移补偿模型,首先在分析分簇无线传感器网络特性的基础上,提出了一种基于分簇网络路由协议的跨层式同步拓扑构建方法;通过利用簇头路由信息和由邻居握手协议建立的簇内节点间的邻接关系,分别建立基于簇间双向组播和簇内双向广播的同步机制;最后结合参数估计理论构建基于线性模型的非簇头节点时钟偏移估计方法以及基于最大似然估计的簇头节点时钟相位补偿方法。理论及实验结果表明:该算法不仅保证了同步拓扑的有效性,而且使得同步开销较HRTS算法降低33%,较TPSN算法降低88%;单跳平均误差与TPSN算法相差仅6.36μs,较RBS算法提高12.87μs。     

一种基于蚁群算法优化的WSN分簇路由算法

为了实现无线传感器网络对节点能量的高效利用,提出了一种蚁群优化的分簇路由算法CRAACA。该算法引入簇内平均剩余能量参数,对簇首选择阈值进行改进,以均衡簇内能耗;根据节点间的位置关系建立节点的可中继节点集,控制蚁群算法的搜索空间;蚁群在对可中继节点集进行路径搜索时考虑节点间的距离和节点的剩余能量,以生成节能和较好均衡网络能耗的多跳网络路由;对生成的多径路由依相应概率选择数据传输的路径,提高数据传输的可靠性。仿真结果表明,该算法在网络能量的利用效率、数据传送成功率,以及延长网络生存周期等方面具有较好的性能。     

用于大规模无线传感器网络突发事件监测的路由策略

针对大规模无线传感器网络(Wireless sensor network:WSN)突发事件监测的应用问题,提出了一种基于事件驱动成簇和时延梯度路径树的路由策略。该策略在簇头选举时综合考虑了节点剩余能量、距离Sink节点的跳数、与邻居节点的连通性以及父节点数目等因素以节省和均衡网络能耗,并通过时延梯度路径树和多路径选择实现数据的及时和可靠传输。仿真结果表明:该策略能够提高无线传感器网络的能量效率,使网络生命周期比LEACH(Low-energy adaptive clustering hierarchy)算法和AEEC(Adaptive and energy efficient clus-tering algorithm)算法分别提高2倍和1.4倍,比ARPEES(Adaptive routing protocal withenergy efficiency and event clustering for wireless sensor networks)算法延长了15%。     

一种新的大规模无线传感器网络安全引导模式

针对目前无线传感器网络中的安全引导技术的缺乏和不足,提出了一种新的无线传感器网络的安全引导模式.该模式充分利用了目前无线传感器网络部署中提出的分簇算法,并结合随机密钥预分布模型的优点.在合理利用传感器网络有限资源的情况下,减少了无线传感器网络中单个节点的密钥环长度,节约了节点资源,延长了网络生命周期.文中论述了该模式的构架,引导过程,并对该模式进行了仿真分析.     

基于虚拟场的能量高效传感器网络地理路由

针对现有的无线传感器网络(WSN)地理位置路由在遇到空洞时,集中使用空洞边缘节点转发而导致能量迅速耗尽的问题,提出利用虚拟场模型均衡节点能量消耗的路由算法.传输节点根据虚拟场模型,采用空洞信息、自身位置及目的节点位置作为参数,计算当前位置的虚拟场矢量.根据此矢量方向进行贪婪路由选择.受虚拟场模型的引导,数据传输路径在未遇到空洞时已提前开始绕行,路由能耗不再集中于空洞边缘,而是更均匀地分布于全网.实验表明,该算法在网络生命周期和数据包投递率方面明显优于现有的地理位置路由,在传输延迟方面两者接近,验证了虚拟场模型具有平衡节点能量消耗、提高能源利用率的效果.     

稳定高效节能且邻近相关的网络拓扑协议

现有的无线传感器网络拓扑协议未全面考虑节点位置、休眠、剩余能量的影响,且依赖于GPS等基础设施获得节点绝对位置,导致网络成本高,能量有效性不足。该文在DEAC协议的基础上,提出了一种分布、稳定、高效节能和利用邻近相关信息数据融合及节点休眠策略的无线传感器网络拓扑控制协议(SEENRT)。该协议利用剩余能量信息,平均各节点能耗负担;利用邻近相关信息和节点休眠,降低覆盖冗余,减少网络能耗。试验结果表明SEENRT协议和LEACH、HEED和DEAC协议相比,能有效地降低网络能耗、平均节点的负担及延长网络的生存时间。     

WSN铀尾矿库核污染监测GAF交圆改进型路由

在对铀尾矿库进行监测时,无线传感器优于传统的有线布置,但由于能量受限,在路由传输中必须高效地使用能量。该文在分析LEACH和GAF算法的基础上,提出了一种基于GAF交圆结构的改进型路由算法（IC-GAF）。利用节点地理位置信息与相交圆的结构模型来划分虚拟圆,在虚拟圆内根据剩余能量和节点与中心的距离来选举簇头,簇头从下一接收簇头或中转节点中选择最优的下一跳节点传输数据,最终将数据传输到基站。仿真表明,IC-GAF能有效的降低节点能耗,延长网络寿命。