一种能耗均衡的WSNs层次路由协议研究

针对无线传感器网络(WSNs)的数据传输问题,提出一种能耗均衡的层次路由协议,根据节点与Sink节点的最短跳数将网络划分为规模不同的簇,利用簇规模的不同,抵消数据转发所消耗的能量,实现整个网络的能耗均衡,利用虚拟力原理构建簇,最后提出了簇首多跳传输方法,实现簇首间能耗均衡。实验结果表明:提出的路由协议与LEACH协议相比传感器网络节点剩余能量方差降低了55. 5%,大幅延长了传感器网络生存时间。     

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。     

基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由

针对无线传感器网络中三维路由算法的能耗问题,提出了基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由(3D-SMEER)。该路由算法根据自适应多跳机制确定跳数,利用协同节点转发消息包到邻居最优胞父,从而减轻当前胞父的传输负担。同时,对协同节点的选择区域进行了研究,并且考虑节点的剩余能量和相关位置信息选择协同节点,以平衡网络的能耗。仿真结果表明,与其他算法相比3D-SMEER算法节省了网络的平均能耗,有效地提高了网络的能耗平衡度。     

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"。     

基于布谷鸟搜索算法的无线传感器网络改进路由协议

为了解决无线传感器网络(WSNs)能量消耗不均衡,网络生存时间短的问题,在研究了几种现有路由协议基础上,提出一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议.该协议引入能量因子、密度因子和距离因子,修正了LEACH协议的阈值函数,并结合布谷鸟搜索算法对簇头集合进行了优化,同时提出新的路由机制,在簇头采用多跳方式和Sink节点进行数据通信.模拟实验表明:相比于LEACH协议,提出的新协议可以有效地均衡网络节点能量,延长网络生命周期.     

一种能量有效的WSN路由协议

无线传感器网络中节能是首要考虑的问题。有效地延长无线传感器网络的生存时间,达到传感器节点的负载均衡是无线传感器路由网络路由协议的设计目标。由于LEACH协议存在在簇头节点的选举中未考虑节点的能量因素、簇头节点在空间上分布不均及所有簇头节点直接与Sink进行远距离数据传输过程中能量消耗过多等不足,本文提出了一种改进型的节能路由协议LEACH-ZED。LEACH-ZED采用区域划分的方式,综合考虑节点能量与到Sink节点的距离,进行簇间的多跳传输,大大改善了LEACH协议的一些缺陷。仿真表明,改进后的协议有效延长了网络的生存时间,降低了整个网络的能耗,从总体性能上看优于LEACH协议。     

一种事件驱动型WSN状态监测信息路由协议

为了均衡无线传感器网络(WSN)中各节点的能量消耗,提出了一种基于分簇路由算法思想的网络自身健康状态信息传输路由协议——事件驱动型状态监测信息路由协议（ED-SMIR）。在ED-SMIR协议中,簇内节点根据能量消耗速度的大小,采用单跳和多跳轮换的方式,簇头到sink节点的路由,采用多跳的方式。仿真实验表明,与LEACH和EDBCM协议相比,ED-SMIR消耗的能量更少,可以均衡整个网络的能量并有效延长网络的生存时间。     

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。     

基于控制的低能耗多跳分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的多跳分簇协议中,Sink节点附近的簇头能量消耗过快,簇头分布不够均匀,多跳链路不够高效等关键问题,提出了基于控制的低能耗多跳分簇路由协议。通过控制成簇数量与大小、多跳链路能耗、轮数与每一轮中的数据传输量来解决以上问题。仿真结果表明：所提协议与低功耗自适应分簇(LEACH)协议和基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议(EEUC)相比,网络稳定期分别延长了138%和13%,网络生命期分别延长了13%和8%,因此能够有效地降低网络能耗,均衡网络负载,延长网络生存时间。     

采用半贪心优化的节点非均匀分布路由协议

为避免无线传感器网络中因节点能耗不均衡而产生的能量空洞现象,延长网络生命周期,提出采用半贪心优化的节点非均匀分布路由协议。首先在网络监测区域分层的基础上,计算各层感知数据转发能耗,根据各层网络能耗比例和监测区域覆盖要求,设计了密度递减的节点部署模型;然后基于两跳通信的贪心范围,提出两跳能耗代价估计函数,改进半贪心算法;在簇间多跳通信阶段,利用优化的半贪心算法求解簇头到基站的最优转发路径。仿真实验表明,与现有的几种路由协议相比,新协议能够均衡各层网络节点能耗,延长网络生命周期,有效避免能量空洞现象。     

无线传感网中数据传输延时优化的路由协议

针对无线传感器网络中存在的数据包丢失严重以及端到端延时较高的问题,提出了一种数据传输延时优化的路由协议（RPODTD）。首先,根据数据包传输结果对信道探测情况进行分类,引入有效探测占比与传输效率作为节点的评价指标;然后,通过实际延时以及理论延时的差值估算数据包的排队延时;最后,给定最大和最小排队延时阈值,根据排队延时所属的区间判断是否更改传输路径。在OMNeT++上进行的仿真实验中,与基于链路质量和延时的复合负载均衡路由协议（ComLoB）和拥塞避免多路径路由协议（CA-RPL）相比,RPODTD节点的平均端到端延时分别降低了78.87%和51.81%,节点丢包率分别降低了40.71%和68.43%,节点的死亡率分别降低了25.42%和44.62%。仿真结果表明,RPODTD能有效地减少端到端延时,降低丢包率,延长网络生命周期。     

能量均衡的低功耗有损网络路由协议

针对目前低功耗有损网络路由协议（RPL）中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL（EB-RPL）。首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能。仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4%和39.4%的平均网络生存时间。EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间。     

智能电网中电力线通信网络负载均衡的机会路由协议

针对智能电网（SG）中电力线通信（PLC）网络中负载均衡的问题,提出了一个自适应机会路由协议——负载均衡的机会路由协议（LBORP）。在LBORP中,所有收到数据包的候选转发节点都有机会参与到数据包的转发中,不再局限于一条路由路径,避免了流量仅从一条链路经过导致的负载不均衡现象;而且候选转发节点的转发优先级不仅考虑到转发节点到目的节点的距离,还考虑到了PLC链路的不稳定性以及流量的变化。除此之外,在LBORP中采用一种隐式确认方案,进一步减少协议的端到端时延。在仿真实验中,与基于有序树的PLC路由协议（PLC-TR）和PLC机会路由协议（PLC-OR）相比,LBORP在时延上分别降低了19.7%和45.8%,在丢包率上分别降低了23.4%和32.5%。实验结果表明,LBORP能够实现网络的负载均衡,提升网络的可靠性并减小端到端时延。     

TEA-CBRP: Distributed cluster head election in MANET by using AHP

Mobile Ad hoc Network consists of a set of mobile nodes that are communicating in a wireless channel. In this network, the number of nodes and their mobility have an impact on the routing performance. In order to improve the routing performance of large scale Mobile Ad Hoc Networks, clustering is one of the solution. When clustering is implemented, an unconditional cooperation among the intra cluster and inter cluster nodes is necessary. In the event where a malicious or selfish node is elected as a cluster head, the routing performance gets significantly affected. In this paper, the key decision factors such as the trust value, remaining energy, and the time of availability of the mobile node is explored to elect a cluster head. Further, these three decision factors are incorporated into the Analytical Hierarchy Process technique in order to elect the most cooperative node as the cluster head. An enhancement to the existing Cluster based Routing Protocol, is proposed in this paper and then enhanced work, is termed as Trust Energy Availability based Cluster Based Routing Protocol. A network based on the proposed protocol is simulated. The important routing performance parameters such as packet delivery ratio, end to end latency, routing packet overhead, and the number of times cluster head changes are discussed for the simulated network and the results are compared with AODV and CBRP routing protocols. The simulation results have shown that the proposed cluster based routing protocol improves the network performance by eliminating malicious and selfish nodes from being elected as cluster head.     

基于粒子群优化算法的RPL负载均衡研究

针对现有IPv6路由协议在建立网络拓扑过程中未考虑负载均衡,易导致低功耗有损网络出现部分节点能量过早耗尽、链路发生堵塞等问题,提出了一种基于父节点拥塞程度及其能量损耗的粒子群优化RPL路由协议(PSO-RPL)。通过将各子节点周围所有节点中Rank值最低的节点作为父节点集,并根据父节点集中所有节点的负载因子和剩余能量构造适应度函数的基础上,PSO-RPL借助粒子群优化算法获得了各子节点的最优父节点,从而实现了所有父节点的负载均衡。仿真结果表明提出的PSO-RPL协议实现了网络负载的有效均衡,延长了整个网络的生命周期,降低了整个网络的能量消耗。     

Lifetime maximizing dynamic energy efficient routing protocol for multi hop wireless networks

Energy efficiency is recognized as a critical problem in wireless networks. Many routing schemes have been proposed for finding energy efficient routing paths with a view to extend lifetime of the networks – however it has been observed that the energy efficient path depletes quickly. Further, an unbalanced distribution of energy among the nodes may cause early death of nodes as well as network. Hence, balancing the energy distribution is a challenging area of research in wireless networks. In this paper we propose an energy efficient scheme that considers the node cost of nodes for relaying the data packets to the sink. The node cost considers both the remaining energy of the node as well as energy efficiency. Using this parameter, an energy efficient routing algorithm is proposed which balances the data traffic among the nodes and also prolongs the network lifetime. Simulation shows that proposed routing scheme improves energy efficiency and network lifetime than widely used methods viz., Shortest Path Tree (SPT) and Minimum Spanning Tree (MST) based PEDAP, Distributed Energy Balanced Routing (DEBR) and Shortest Path Aggregation Tree Based Routing Protocol.     

一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议

为了均衡无线传感器网络中的能量消耗问题,延长网络的生存时间,本文提出了一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议。该协议引入节点剩余能量、初始能量和节点的自信度来调节传感器节点随机数的大小。簇间通信时,综合考虑簇头节点的剩余能量,簇头节点距离Sink节点的距离,簇头节点的自信度三个因素,簇头节点和Sink节点之间使用单跳和多跳相结合的传输方式。每次重选簇头前都动态的修改节点的自信度。通过实验表明,相较于LEACH协议和ASCH协议,本文提出的协议能够很好的延长网络的寿命。     

一种基于Agent自信度的簇间多跳路由协议?

为了均衡无线传感器网络中的能量消耗问题,延长网络的生存时间,提出了一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议。该协议引入节点剩余能量、初始能量和节点的自信度来调节传感器节点随机数的大小。簇间通信时,综合考虑簇头节点的剩余能量,簇头节点距离Sink节点的距离,簇头节点的自信度3个因素,簇头节点和Sink节点之间使用单跳和多跳相结合的传输方式。每次重选簇头前都动态的修改节点的自信度。通过实验表明,相较于LEACH协议和ASCH协议,提出的协议能够很好的延长网络的寿命。     

一种基于虚拟网格位置的分簇算法

为了延长无线传感器网络生命周期, 提出一种基于虚拟网格的分簇路由算法RPLG. 该算法将监测区域划分为若干虚拟网格, 同一网格内节点自组织成簇. 根据节点所在网格位置和剩余能量启动计时器选取本地簇首, 且簇内成员可以根据局部的信息调整簇的大小, 达到节省能量的目的. 仿真实验和分析表明: 该协议能均衡网络能量, 延长网络的生存时间.     

Energy efficient chain based cooperative routing protocol for WSN

In this paper, we investigate the reduction in total transmission time and the energy consumption of wireless sensor networks using multi-hop data aggregation by forming coordination in hierarchical clustering. Novel algorithm handles wireless sensor network in numerous circumstances as in large extent and high density deployments. One of the major purposes is to collect information from inaccessible areas by using factorization of the area into subareas (clusters) and appointing cluster head in each of the subarea. Coordination and cooperation among the local nodes via relay nodes in local cluster (By forming sub clusters) helped to serve each and every node. Routing is based on the predefined path, proposed by new transmission algorithm. Transmission distance is minimized by using cluster coordinators for inter cluster communication and relay nodes within the cluster. We show by extended simulations that Chain Based Cluster Cooperative Protocol (CBCCP) performs very well in terms of energy and time. To prove it, we compare it with LEACH, SEP, genetic HCR and ERP and found that new protocol consumes six times less energy than LEACH, five times less energy than SEP, four time less energy than genetic HCR and three times less energy than ERP, which further validate our work.