无线传感器网络簇头优化分簇算法及其性能仿真

基于对LEACH等算法的研究,提出一种传感器网络分簇算法——簇头优化分簇算法。它将节点周期性划分为数个在地理位置上分布均匀的“临时簇”,然后分别在每个临时簇内选择簇头;簇头选择时,遵循保护最低能量节点的原则,即要求所选簇头尽量靠近剩余能量最低的节点。仿真结果表明,与LEACH相比较,该算法能保证簇头较均匀分布在网络中,推迟第一个死亡节点出现的时间,同时也提高了基站接收的数据量。     

基于密钥连通的WSN簇头选择安全算法

分析无线传感器网络中密钥管理和分簇路由协议存在的安全漏洞,利用模糊推理系统,将簇头与簇内节点的共享密钥数作为重要评判指标,建立一种基于密钥连通的簇头选择安全算法。不同于传统的模糊推理算法,该算法实现了分簇路由协议与密钥管理方案的良好结合,与典型分簇算法相比,能有效降低并均衡簇内的通信能耗、增强通信安全。     

基于差分算法的无线传感器网络路由分簇协议

针对异构无线传感器网络分簇路由协议存在节点能耗不均衡问题,提出一种基于差分进化算法的路由协议及基于节点能耗的分簇协议。该协议首先以最大化网络中簇头节点的最小生存周期为目标,建立函数优化模型,并采用差分进化算法对其进行优化,从而延长网络整体的生存周期;然后根据节点通信列表中的簇头数目进行分簇,将节点分配给能耗因子较低的簇头,以达到均衡网络能耗的目的,延长普通节点的生存周期。仿真结果表明,基于差分的路由分簇协议能有效均衡网络中节点的能量消耗,显著延长网络的生存周期并提高网络能量利用率。     

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。     

无线传感器网络中助理簇头机制的应用

研究LEACH和PEGASIS协议,提出一种无线传感器网络中的助理簇头分簇算法。该算法根据簇头节点的地理位置、剩余能量及簇内成员节点数目,动态决定是否需要在簇内产生助理簇头,并在需要产生助理簇头的簇内选择合适的节点,以减少簇头通信的能量消耗。实验结果表明,加入助理簇头后,原算法在均衡性能、能量消耗和网络生命周期等方面均得到优化。     

基于优化簇半径的WSNs非均匀分簇路由

为了有效解决无线传感器网络分簇路由协议中,靠近SINK节点的簇头因特发大量数据而过早耗尽能量,提出了一种优化簇半径的非均匀分簇路由协议(UCOR),其核心思想是通过优化簇半径对无线传感器网络进行合理分簇,使靠近SINK节点的簇规模小于远离SINK节点的簇.仿真实验结果表明,与EEUC和LEACH等路由协议相比UCOR路由协议有效地均衡了节点能量消耗,显著地延长了网络生命周期.     

基于泊松分布的无线传感器网络分簇协议性能优化

针对LEACH协议中网络能量效率低的问题,提出了一种基于节点泊松分布的WSNs分簇协议性能优化方法。基于对协议中簇头、成员节点能耗和协议总能耗的分析,推导出优化的分簇数目和网络生命周期。然后基于节点泊松分布密度对网络性能进行优化分析。理论分析和仿真实验表明:适当增大节点泊松分布密度,并选取优化的分簇个数,能够有效改善网络的能耗性能,并可延长网络的生命周期。     

基于混沌粒子群优化的无线传感器网络分簇协议

为了降低无线传感器网络节点的能耗,延长网络的存活周期,提出了一种基于混沌粒子群优化的分簇协议.该协议改进了经典LEACH协议的簇头选择机制,考虑到了节点剩余能量、与汇聚节点的距离以及簇范围等因素,通过混沌粒子群算法对簇头选举进行优化.确定簇头后,其它节点通过比较簇头当选信息的信号强度与设定强度阀值的大小来决定是否成为簇...     

一种基于局部能量消耗最优的分簇协议

在无线传感器网络中,先确定簇头分布方式、后考虑网络能量消耗的分簇方式降低了网络能量消耗的有效性.针对减小能耗问题,提出了一种基于局部能量消耗最优的非均匀分簇协议.在该协议中,各区域根据与基站的距离安排簇头分布,折中簇头能量消耗,使得簇内所有节点的平均能量消耗最小.仿真结果表明,相比现有的分簇协议,协议生成的簇头数稳定集中并且将网络生命期延长了20.7%到43.9%.这说明按照最小化簇内节点平均能量消耗的原则安排簇头分布,可以有效减少和均衡网络中节点的能量消耗.     

基于覆盖率的无线传感器网络LEACH协议研究及改进

无线传感器网络中如何对节点能量进行优化使用是无线传感器网络应用中的关键技术之一.本文针对现LEACH协议的分簇及覆盖率方面进行改进.主要根据邻居节点的数量,通过对簇头节点分布及簇内实际覆盖率的优化来提高整个网络寿命.由MATLAB仿真结果表明:与LEACH协议相比,LEACH-C协议不仅保证较高的覆盖率,并能有效的延长...     

无线传感器网络分簇路由协议的改进研究

针对无线传感器网络(WSN)中分簇路由协议LEACH算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信问题进行研究,提出一种基于LEACH成簇思想的分簇路由协议。该算法基于节点剩余能耗和已担任簇首时间选举簇头。簇头间采用贪婪算法形成一条链,在该链中又选出一个簇头,将整个网络的数据融合后转发给基站。MatLab仿真结果显示,改进后的算法在均衡网络节点能耗和网络的生存时间上比LEACH算法有很大提高。     

无线传感器网络中一种基于花型的分簇算法

针对无线传感器网络能量约束问题,提出了一种基于花型的分簇算法。算法结合最优簇数目计算与用正六边形网格实现无缝覆盖的思想,分簇过程中通过标号方法从花芯区域中选取剩余能量最大的节点当选为簇头。仿真实验结果表明:该算法在一定程度上减少了网络的能量消耗、延长了网络的寿命,分簇性能良好。     

无线传感器网络TBCCA树形分簇算法

针对当前无线传感器网络分簇和拓扑控制算法中存在的问题,例如能耗过大、负载不均、计算复杂性高和存在额外开销等,提出了一种新型的TBCCA(tree-based clustering construction algorithm)分簇算法.该算法基于正三角形簇树结构,并利用RSSI(received signal strength indicator)值控制簇半径,从而产生3类集合--Near集、Common集和Medium集,及其相应的选择策略.其后,根据树的度数和结构,设计了簇树的建立算法.性能分析和实验仿真表明,相对于现有的几种算法,例如TopDisc和DLMST等,TBCCA算法具有较低的计算复杂性;与Leach协议和HEED协议相比,该算法能在保证较高连通性与覆盖率的同时,有效节约能量,均衡负载,延长网络的生命周期.     

基于簇的传感器网络路由算法研究

针对目前提出的许多基于簇的无线传感器网络路由协议均让簇头间或簇头与基站能直接通信,致使成簇规模和数据融合度较小,不利于能量的节省的特点,本文提出了一种基于节点最大通信范围形成较大的分布式簇,通过网关节点保持簇之间的连通,形成簇间路由的算法,文中详细介绍了簇建立和簇间路由的过程,通过仿真验证了该算法对于能量节省等性能较DD路由算法有较大提高.     

EECS:一种无线传感器网络中节能的聚类方案

在无线传感器网络中,节点聚类是一种有效的拓扑控制手段,可以增加网络的可扩展性以及延长网络寿命。LEACH是一个经典的延长网络寿命的聚类协议。提出了一种新颖的聚类策略EECS,它适用于周期性的数据收集应用。在聚类首领选举阶段本策略选取小部分节点参加竞选,采用无迭代过程的局部通信方式,而且总是选取剩余能量较多的节点担任聚类首领。进一步,在聚类建立阶段它创新地使用了一种聚类首领负载均衡的方法。EECS协议具有控制消息开销小,聚类在空间上分布近似均匀,网络能量有效利用率高等特点。模拟结果表明,与LEACH协议在相同假设的基础上,EECS方案延长网络寿命35%以上。     

一种新型能耗优化的无线传感器网络成簇算法

能量消耗一直是限制WSN广泛应用的热门问题之一,能源容量的大小对各个传感器节点产生重要的影响.针对WSN中能耗过快,以及网络区域内能量消耗不均衡而导致的网络生命周期缩短的问题,同时为了提高WSN的能量利用率,提出了一种新型能耗优化的无线传感器网络非均匀成簇算法(UCNE).该算法首先根据节点的历史能耗来竞选簇头节点,将整个网络划分为不均匀的簇群从而平衡簇内节点通信与簇间节点通信的能耗.其次设立新的能量阈值作为网络重新分簇的标准,减少了频繁分簇造成的不必要的控制消息能耗.最后为了降低簇头节点的负担,竞选副簇头节点作为中继转发节点转发主簇头加工的数据并根据权值选择向前向簇头节点传递数据.通过对比相关协议,UCNE协议在平衡网络能耗,延长网络寿命方面表现更优.     

基于组合加权分簇的三维无线传感器网络覆盖控制方法*

节点部署是无线传感器网络的一个基本问题。针对传感器节点的能量有限,如何在有限的能量下,实现对目标区域的覆盖最大化,本文提出了一种能量有效的三维传感器网络覆盖控制算法,根据节点的可用能量,与邻节点的平均距离以及连通度的组合加权值来确定簇首节点,并通过仿真实验验证了该方法的能量有效性,研究结果表明,基于组合加权分簇的覆盖控制方法在保证一定的覆盖率以及连通性的前提下,降低了节点能耗,均衡了网络能量,延长了传感器网络的生存时间。     

一种基于平均剩余能量的无线传感器网络分簇路由算法

The problem of node energy limitation in wireless sensor networks has a serious impact on network performance and network life. From the perspective of energy optimization, aiming at the unbalanced energy consumption caused by clustering mechanism of LEACH protocol clustering algorithm, a new improved algorithm is proposed, which takes the average residual energy as the main parameter, selects the appropriate cluster head, and obtains the optimal cluster head position and the number of cluster heads from the base station based on the understanding of the whole network nodes. When selecting a new cluster head, it is important to consider whether the residual energy of the node is larger than the global average residual energy, and the distance between the node and all the selected cluster heads is greater than the set value. MATLAB software is used for simulation experiment. The improved algorithm can effectively avoid the premature death of a cluster head node due to excessive energy consumption. It can further balance the energy consumption of the network as a whole, increase the network throughput and extend the network life.     

一种基于稳定簇的混合路由协议CBHRP

移动算组网是一种没有有线基础结构支持的移动网络,具有带宽有限和拓扑结构易变的特点。这些特点使得设计一个合适的路由协议具有一定的挑战性。该文针对移动自组网提出了一种基于稳定簇结构、按需路由和预先路由混合、支持单播和组播通信的路由协议CBHRP。CBHRP具有路由控制开销小、主机移动对拓扑结构改变的影响小、通信的初始延迟低和应用范围广的特点。     

基于最小生成树的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中利用分簇技术,簇首到Sink节点通信采用多跳路由方式容易引起"能量空洞"的问题,提出了基于最小生成树的非均匀分簇路由协议.该协议在簇首选举阶段,以节点剩余能量、节点度、节点能量消耗速度为权重计算簇首竞争等待时间,选用簇首竞争等待时间小的节点为簇首,以均衡能量;簇形成后,以剩余能量、簇间的距离和能量消耗为参数构建基于最小生成树的最优传输路径通过多跳方式将数据发送到Sink节点.仿真结果表明,该路由协议能有效均衡能耗,延长网络生命周期,延缓"能量空洞"的形成.