无线传感器网络中基于HEED的多层分簇路由算法

基于HEED算法中簇首与基站通信能量消耗过大的问题,提出了一种新的成簇路由算法.在参考HEED路由算法的基础上,整合多层分簇的思想,通过在网络拓扑的底层构建多个簇头节点的簇集合、在拓扑的顶层构建多跳转发机制,提出基于HEED的多层分簇路由算法.实验表明,该算法在簇头节点分布和网络生存时间方面较已有的算法有较大的提高.     

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.     

无线传感器网络分区能耗均衡的非均匀分簇算法

针对在无线传感器网络中分簇算法采用多跳通信方式时,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成"热区"的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法(CEB-UC).其核心思想是:将传感器网络合理分区,使得在靠近汇聚节点分区内的簇数量较多,各簇内传感器节点数较少;在远离汇聚节点分区内的簇数量较少,各簇内的传感器节点数较多,从而保证承担数据中继转发任务的簇头节点能减少自身的簇内通信开销,节约的能量可供簇间数据转发使用;任意分区的簇头节点在选择下一跳中继节点时可综合考虑候选节点的位置及剩余能量.实验以HEED、LEACH、PEGASIS、EAR-ACM等协议为参照,结果表明,当节点使用不同的数据融合策略时,CEB-UC算法能有效平衡网络节点能耗,延长网络部署半径,降低17%～41%的簇头节点能耗,提高24%～53%的网络寿命.     

基于双簇头无线传感器网络分簇算法的研究

针对无线传感器网络分簇协议中簇头及附近节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于双簇头的无线传感器网络分簇路由算法。该算法利用双簇头的网络模型来解决节点侦测信道消耗能量的问题;构造了适应值函数和能量消耗函数用于选择和优化簇头,提高网络能量消耗的均衡性,降低网络能耗。实验结果证明了该算法的有效性。     

基于簇头距离和能量的优化LEACH协议

LEACH(low energy adaptive clustering hierachy)路由协议通过循环随机选举簇头节点的方式均衡网络能耗.但当选簇头的节点能量剩余较少或距离基站较远时会过早死亡,从而导致网络运行不稳定,通过在簇头选择过程中加入待选簇头节点的剩余能量平均值及标准差、节点与基站距离等参数对其改进处理,可提高网络稳定性.但若出现极大簇或极小簇,则会导致网络生命周期缩短.针对这一问题提出一种基于簇头距离和能量的优化LEACH算法,在成簇过程中加入簇头节点的能量和节点距各簇头的距离等参考量对成簇过程进行优化.MATLAB仿真结果表明,在节点均匀分布的网络中,该改进算法能够在提高网络稳定性的基础上有效延长网络生存周期.     

一种基于权重的动态分簇算法

基于分簇算法,提出了一种基于权重的动态分簇算法(WDCA).该算法综合考虑了节点与其邻居节点的相对速度,节点到其邻居节点的平均距离,节点的能量以及节点的邻居数等因素来选择簇头;同时取消了一般加权分簇算法中簇成员到簇头只有一跳的限制,而是根据簇内成员数动态调整.模拟结果表明,与经典的加权分簇算法(WCA)相比,该算法的簇头稳定性、网络的负载均衡都有很大提高.     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

基于AP聚类的分簇网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络LEACH协议分簇过程中存在的簇头节点分布不均匀、选取时未考虑节点剩余能量的问题,提出了一种基于近邻传播聚类的自适应双选分簇网络拓扑控制算法(ADSAP)。ADSAP在参考AP聚类算法中聚类中心的选举策略的同时引入参考节点概念,能够根据当前参考节点的状态选择性的使用基于AP聚类的分簇策略或基于参考节点的分簇策略。两种分簇策略综合考虑了无线传感器网络中各个节点的剩余能量以及节点与汇聚节点间距离因素,能够在获取分布较为均匀的簇头节点的同时避免出现自身剩余能量较低的节点当选簇头节点的情况出现。仿真结果表明:基于ADSAP分簇算法的LEACH协议(ADSAPLEACH)相比于原LEACH协议分簇算法能够使簇头分布更加均匀、簇头选举更为合理、网络能耗更加均衡,有效延长了整个传感器网络的寿命。     

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.     

KACO:基于分簇算法的高能效路由协议

针对无线传感器网络中存在的节点能量受限、网络循环利用周期短、吞吐量少等问题,提出了基于分簇的动态路由协议KACO。算法初始阶段采用改进的K-means聚类和蚁群聚类算法获得网络分簇;综合考虑节点的能量效率、当前节点与基站的距离、节点与簇内其他节点间的距离3个方面的因素选择簇头节点。在数据传输阶段,根据节点间的距离动态调整传输路径,有效地减少了节点在数据传输时的能量消耗。实验结果表明,与其他基于分簇的网络节能方法相比较,该方法取得了较好的性能。     

能量高效的无线传感器网络稳定分簇路由协议

针对无线传感器网络能量受限和能量消耗不均衡问题,提出了一种能量高效的稳定分簇(energy-efficient steady clustering,EESC)路由协议,其核心思想是:当前簇头根据其簇成员节点的剩余能量信息决定下一轮簇头,下一轮簇头上任后,非簇头节点根据能量距离函数决定加入哪个簇头,簇间通过簇头最小能量耗费判定依据来决定采用单跳还是多跳通信方式向基站发送数据.EESC路由协议每轮产生的簇头数量稳定,综合了分布式和集中式两类分簇协议的优点.实验结果表明,EESC路由协议不仅高效地利用了网络节点有限的能量,而且均衡了节点的能量消耗,显著地延长了网络的存活时间.     

基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法

基于无线传感器网络中每个环能量消耗最小原则, 提出一种基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法. 首先计算出网络中每个环的最优簇头数, 然后在最优簇头数的基础上, 将网络划分为若干不同大小的簇, 最后在选择簇头时, 考虑了每个环的最优簇头数与相应环中节点数目的比值、 节点的剩余能量以及簇成员节点到簇头节点的最短距离与簇头节点到基站距离的关系. 解决了无线传感器网络簇内节点通信能量消耗过多的问题, 均衡了网络节点的能耗. 仿真结果表明, 该算法提高了网络能效和扩展性, 平衡了网络能耗, 延长了网络的生命周期.     

基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法

基于无线传感器网络中每个环能量消耗最小原则, 提出一种基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法. 首先计算出网络中每个环的最优簇头数, 然后在最优簇头数的基础上, 将网络划分为若干不同大小的簇, 最后在选择簇头时, 考虑了每个环的最优簇头数与相应环中节点数目的比值、 节点的剩余能量以及簇成员节点到簇头节点的最短距离与簇头节点到基站距离的关系. 解决了无线传感器网络簇内节点通信能量消耗过多的问题, 均衡了网络节点的能耗. 仿真结果表明, 该算法提高了网络能效和扩展性, 平衡了网络能耗, 延长了网络的生命周期.     

基于Fiedler矢量的分布式自适应分簇算法

针对无线传感器网络分簇(clustering)问题,提出一种基于Fiedler矢量的分布式分簇改进算法.该算法利用Fiedler矢量的元素符号特性对网络进行递归分簇处理,引入网络拓扑信息,根据网络自身的内部连接自适应决定分簇数目,通过Fiedler矢量的元素数值选出簇头,并且算法给簇头子集筛选合适的网关节点以确保簇头子集的连通性.仿真实验表明,在共识频谱感知的基础上,该算法生成的簇头子集与全网络共识所收敛的结果相同,簇头子集共识收敛速度相对更快,耗时短,能够以更好的时效性、更高的能效达到与全网络共识收敛相同的效果.     

基于最大选票的无线传感器网络分簇算法

在分簇的传感器网络中,簇首节点的选取将直接影响网络的生存期。提出了一种基于最大选票的分簇算法(CABMV),该算法综合考虑节点剩余能量及网络拓扑结构对簇首选举的影响,每个节点根据邻居节点的投票数决定是否当选簇首。该算法是完全分布的,不依赖网络大小及结构。仿真实验表明,该算法扩充性强,能量利用率高,能有效的延长网络生存期。     

基于移动性优化PSO的LEACH路由算法

针对LEACH算法存在随机选择簇首、没有考虑节点剩余能量对节点地位的影响以及节点位置和密集度不同造成节点能量失衡的问题,研究使用移动性优化PSO来改进LEACH算法以均衡不同位置簇头间的能耗.移动性优化PSO使粒子根据速度信息自适应调整参数进行搜索,可避免因PSO算法早熟收敛、易陷入局部最优而导致的不能有效控制网络分簇均匀性的问题.理论分析和仿真结果表明,基于移动性优化PSO的LEACH路由算法可以有效地提高节点能量利用率,均衡网络能耗,延长网络生命周期.     

无线传感器网络中基于能量的簇首选择改进算法

针对LEACH分簇路由协议在选簇首时没有考虑节点能量而影响网络寿命的问题，提出了一种根据节点的剩余能量来调节节点生成随机数的大小，从而调整节点成为簇首概率的簇首选择算法，剩余能量越多的节点成为簇首的概率越大。仿真结果表明，此改进算法比LEACH算法能延长网络寿命10%以上,网络性能得到了提高。