基于MIMO的无线传感器网络节能路由协议研究

在分析LEACH协议簇头分布不均匀特性的基础上改进处理得到HEED协议,对群内传感器节点的剩余能量和传感器节点在群内的通信代价进行综合考虑分析,提出了一种以HEED协议为基础,同时把多输入多输出引入到簇间的数据传输中,建立在簇间协作节点的选择机制.与传统LEACH和HEED算法进行比较,此路由协议算法可以大幅度的改善网络均衡性,提高能量有效性以及延长传感器网络生命周期.     

一种基于能量合作的异构传感网密钥管理机制

针对无线传感器网络密钥管理节点能量受限和能量不均衡问题,提出了一种基于能量合作的异构传感网密钥管理机制。该机制让性能更强的节点担任簇头节点,采用能量收集技术为节点补充能量,采用能量合作技术平衡节点能量。各传感器节点只需与它们的通信邻居建立连接,节点间采用能量均衡路由进行数据传输。节点通过密钥协商建立共享密钥,对传输的数据加密,使用椭圆曲线加密算法对传输的密钥加密。性能分析表明,该机制减少了密钥管理的存储开销,延长了网络生命期,提高了网络的安全性。     

基于深度和能量的水下三维传感器网络分簇路由算法

针对水下三维传感器网络定位困难、传输损耗大等特性,提出了基于深度和能量的水下三维传感器网络分簇路由协议.在分簇过程中,根据水下节点到水面的深度、节点的剩余能量来选取簇头,普通节点根据其与簇头的深度差选择自身的簇头,形成适合水下数据传输的锥形簇结构.簇间数据传输考虑了水下节点数据传输向上(水面方向)和向内(以Sink节点垂线为柱心的方向)的原则,采用多跳传输保证数据由深水层向浅水层传递.仿真结果表明,该算法能有效均衡网络能耗,延长网络的生存周期,提高网络数据传输效率.     

基于微簇的无线传感器网络能量均衡路由协议

设计了两种能量均衡策略,提出基于微簇策略的能量均衡路由协议.该协议将相邻两节点联合成微簇,微簇内的节点基于剩余能量进行负载调配.以实现局部的能量均衡;对节点间的梯度值进行模糊分级,并将模糊等级选择策略与质量评价函数相结合进行下一跳节点选择,以实现全局的能量均衡.仿真表明该协议能更均衡地利用有限能最,降低节点的平均能耗和传输时延,延长无线传感器网络的寿命.     

异构传感网中一种能量均衡非均匀分簇算法

分簇路由协议是无线传感网中减少能量消耗、延长网络寿命的一种重要手段.大部分分簇路由协议基于均匀分簇算法,却忽略了无线传感网单跳路由协议中远离基站的簇头需要消耗更多能量,从而导致整个网络能量消耗不均匀.针对以上问题,提出异构传感网中一种能量均衡非均匀分簇算法.一方面,簇头选取阶段,在考虑节点剩余能量的同时,引入非均匀竞争机制;另一方面,簇构建阶段,为节点选取簇头时,不仅考虑簇头剩余能量、节点与簇头间距,也考虑节点与基站间距.仿真结果表明,与LEACH,SEP,DEEC分簇算法相比,该算法有效均衡了簇头的能量消耗、延长了网络寿命.     

基于能量阈值自感分区机制的无线传感网簇路由算法

针对当前部署无线传感网中存在的成簇机制僵化、簇头节点难以进行周期性选举且存在簇区域结构难以动态更新的难题,提出了基于能量阈值自感分区机制的无线传感网簇路由算法.首先在初始化的过程中依据能量阈值进行动态初步的节点分割,形成初步的簇头-簇成员的区域结构;然后按照节点归一化能量剩余水平决定在更新周期内是否进行簇头节点的更换,从而实现了簇头节点按能量最优原则的动态周期性的更换;最后通过簇头节点与簇间汇聚节点形成的传输链路实现信息的协同传输及簇间交汇,有效改善了网络数据的传输质量.仿真实验表明:与RMCRW算法、CMEDD算法等相比较,本文提出的新无线传感网簇路由算法能够有效提高无线传感网的生存周期,减少网络控制开销,改善传感数据的传输质量.     

分布式能量高效的WSN非均匀分簇路由多跳算法

针对无线传感器网络路由存在能量空洞的问题,提出一种分布式非均匀分簇路由算法.该算法在选择候选簇首时引入位置因子和平均能量因子来平衡全网节点的剩余能量;网络运行过程中,候选簇首通过自适应校正其竞争半径进行非均匀分簇.采用基于能量和距离的能耗函数入簇机制以均衡全网能量消耗,利用多跳动态路由以避免稳定传输阶段转发节点因能耗过大而快速死亡.通过构建网络模型,采用Matlab对文中算法和UCR算法进行仿真分析比较.仿真结果表明:文中算法簇首消耗能量的方差波动不大较稳定,相比UCR更好地均衡了簇首能量消耗,并且能够有效避免能量空洞,均衡网络负载,网络生命周期较UCR算法提高了约34%.     

矿井无线传感器网络非均匀分簇路由算法研究

针对矿井带状网络拓扑结构、信息流量不均衡、节点间能耗严重不均匀等问题,提出了一种矿用带状能耗均衡的非均匀分簇路由协议算法。该算法的簇首竞选机制综合考虑了节点与汇聚节点距离、节点能量及节点密度,同时充分降低了候选节点竞选时的计算量。实验表明,该算法有效的改善了矿井下无线传感器网络"热区"效应,降低了网络能耗和网络通信量,显著延长了网络存活时间。     

CCSA:一种能耗均衡的候选簇首选择算法

LEACH协议忽略了节点剩余能量在簇头选举中的重要性,使得能量低的节点可能成为簇头而过早死亡而影响整个网络生命周期.为此,提出了按节点剩余能量进行分级的思想,使得级别高的节点更容易被选举为簇头,另外,对于非簇头节点接收到的多个候选簇头发送的广播消息,根据剩余能量和距离因素综合评价后再选择加入簇.在传输模式上,簇头融合簇内数据后采用多跳方式发送至sink节点,为了使网络能量消耗更均衡,采用非均匀分簇的思想,避免靠近sink的簇头能量过早耗尽.仿真结果表明,本文提出的算法能均衡网络负载,提高网络生命周期.     

一种能量均衡的异构传感网密钥管理协议

针对异构传感网中传统的安全协议存在能量不均衡以及缺少对单向链路的考虑等问题,该文设计了一种能量均衡的新型密钥管理协议.在EG方案的基础上,周期性建立重聚簇和设置单项链路密钥建立机制.实验证明,所提协议能够在保持异构传感网高能节点优势的同时,实现高能节点能量退化后的全网能量均衡.提高了特殊路径的网络连通概率,从而延长了网络寿命,保证了网络节点工作的安全性.