—种基于分簇的无线传感器网络数据分发机制

移动SINK可以延长无线传感器网络的寿命,文中提出了一种不依赖于节点地理位置的基于分簇的移SINK路由算法,源节点和移动SINK之间的通信分为簇内通信和簇间通信两部分。因为SINK的移动而造成的通信路径的中断被限制在簇内通信。     

基于5G通信的多节点无线传感器网络路由算法研究

提出了基于5G通信的多节点无线传感器网络路由算法.通过簇头节点在网格中心的位置以及簇内节点的能量耗损情况,计算5G通信内部产生移动汇聚节点所需的能量,得到无线传感器网格划分的最佳数量.根据网络节点发送过程以及5G通信内部节点数据聚集能力受限状况,计算出最优簇头数目,得出网络分簇结果.选择合适的访问路径,更新多条路径选择策略,增强最优路径内的信息量.实验结果表明,所提算法能有效增加网络密度适应性,降低了数据传输延迟.     

无线传感器网络可分负载调度算法

为了节省传感器节点能量,提高网络资源利用率,提出了一种无线传感器网络可分负载调度(DLSW)算法.DLSW算法以LEACH协议为基础,分群内和群间两阶段进行任务调度.在群内调度阶段,群内节点共享同一信道,相继向群首发送数据;在群间调度阶段,群首节点和SINK节点之间独立的信道使得群首将群内节点报告的数据融合后,并行向SINK节点传送结果,同时完成数据发送.DLSW算法通过去除节点间的通信干扰使得总任务完成时间减少、资源利用率提高.实验结果表明,在大规模的网络环境下,DLSW算法可以使总任务完成时间减少20％,网络能耗减少10％.     

无线传感器网络中一种能量有效的簇内通信方案

为了提高簇内通信的能耗均衡性,提出了一种能量有效的分簇无线传感器网络簇内空分通信方案--近簇头节点采用单跳传输,远簇头节点多跳传输,给出了空分通信方案的工程实现.仿真结果验证了空分混合通信方案在能量有效性和能耗均衡分配方面的优势.     

基于品质度量的移动自组织网络安全分簇算法

为解决移动自组织网络中分簇存在的恶意簇首和簇首不稳定问题,通过在簇首选择中引入节点品质度量模型和分布式TA选择机制,提出了一种移动自组织网络安全分簇算法。该算法能生成适应不同通信模式、通信距离和移动速度的稳定簇结构,保持可信权威机构TA成员的相对稳定性。仿真分析表明：SCAQM能抵御外部恶意节点的入侵和内部合谋节点的威胁。相比其他分簇算法,SCAQM能有效抑制节点的恶意行为,以较小的算法控制开销生成更稳定的分簇结构。     

一种新的混合路由算法

低空领域内数量上飞机会急速增加,频繁的数据传递将会导致航空自组网中的通信开销急剧增大.为此,提出了一种适用于高速移动的低开销的航空自组网混合路由算法,其本质是通过将飞机节点的移动状态和节点度数这两个指标作为联合尺度以便能形成稳定的簇.在QualNet仿真平台上的实验表明,所提出的混合路由算法可以有效地减少簇的数目与在簇间簇成员的切换次数,因此可以降低通信开销,提高网络资源的利用率.     

WSN中节点可移动场景下分簇式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中节点能否移动的问题,结合中国剩余定理和椭圆曲线密码体制相关理论,提出了一种WSN中节点可移动场景下的分簇式组密钥管理方案.网络采用簇内分组思想,将组密钥管理分为2级,一级管理为簇头节点管理本簇内组长节点,二级管理为组长节点管理组内成员节点.其中一级管理采用中国剩余定理理论产生簇密钥,将计算量转交给基站,同时也节省了节点的存储开销;二级管理采用椭圆曲线密码体制产生组密钥,且每个小组共享的组密钥各不相同.移动节点重新加入网络时,由预加入簇的簇头节点对移动节点的历史更新信息进行确认,并对其数字签名进行验证,确定身份合法后将其分配给簇内成员尚有空缺的组.实验和分析结果表明,该方案中传感器节点存储开销低、能耗低,且用较小的开销实现了较高的安全性,更适合节点资源受限且易遭受攻击的无线传感器网络.     

基于加权的具有相同移动特性的车载自组网分簇算法

针对战场环境下通信质量较低的问题,提出了一种基于加权的具有相同移动特性的车载自组网分簇算法。首先通过对移动节点的速度相似度和距离相似度进行计算,将具有相同移动特性且距离相近的节点分为同一个簇,并设置每个分簇中簇成员的最大阈值;计算移动节点的速度因子、距离因子和平均链路维持率,并在分簇中对每个移动节点的这3个因素进行加权,选取权值最大的作为首要簇头,权值第二大的作为次要簇头,首要簇头失效时次要簇头充当主要簇头角色,且主要簇头给每个成员分配了TDMA时隙,提高了通信质量。仿真实验结果表明:与WCA算法和WBACA算法相比,该分簇算法在簇结构的稳定性和分组投递率方面都有较大的改善。     

基于平均能量阈值和模糊理论的无线网络聚类方案

为了实现更好的无线传感器网络性能,提出一种优化的移动汇聚节点高效聚类方案,采用三层通信架构,即节点到簇头、簇头到超级簇头以及超级簇头到移动基站的通信.将传感器节点部署在感兴趣区域,在每次轮换中基于平均阈值和数值在[0, 1]之间的一个随机数以形成聚簇,每当随机因数低于节点生成的平均阈值时,节点将有机会成为簇头.通过模糊逻辑理论,基于模糊描述子来选择超级簇头,但额外考虑簇头的平均能量输入到模糊隶属度函数.仿真结果表明,与LEACH和Fuzzy-LEACH相比,所提方案的稳定周期分别提高了3.41%和3.06%;在网络工作寿命方面,分别提高了157%和46%.与IEERP相比,所提方案的稳定周期相当,但网络吞吐量更大,且工作寿命更长.     

移动自组织网中一种平均节点度分簇算法

针对移动ad hoc网络现有分簇算法容易造成通信瓶颈的现象,在最高节点度分簇算法的基础上提出了基于平均节点度的分簇方法,通过选举具有合适节点度大小的节点作为簇头来平衡网络负载,应用Glomosim做的仿真结果显示该算法能较好维持网络的稳定性.     

移动ad hoc网络多参数加权分簇算法

网络分簇支持资源空间复用,能增大系统容量;簇头构成虚拟骨干网,能降低路由开销;但簇生成和维护涉及信息交互,会增加通信开销,良好的分簇算法是维持簇稳定的关键。针对移动ad hoc网络,提出一种多参数加权分簇算法。该算法综合考虑节点剩余能量、邻居节点数和节点移动性,分别针对随机步行移动网络和参考点群组移动网络设计不同的节点稳定性参数,在随机步行移动网络中利用剩余能量参数、邻居节点参数和相对稳定性参数加权构成稳定性参数,而在参考点群组移动网络中采用剩余能量参数、邻居节点参数和移动相关性参数加权构成稳定性参数。仿     

基于节点分簇的延迟容忍网络路由策略

延迟容忍网络中路由策略的效率受节点移动特性的影响,为了能够利用节点移动特性制定更加高效的路由策略,提出了基于节点分簇(clustering)的延迟容忍网络路由策略.根据节点接触概率提出了节点分布式分簇算法,将移动特性相似的节点组成簇,并且选择簇内的网关节点;制定了基于节点分簇的消息转发策略.仿真结果表明,相比已有的延迟容忍网络路由策略,所提路由策略能让延迟容忍网络具有更高的消息投递率,更低的平均投递时延以及更低的网络开销比率.因此,利用节点移动特性制定的节点分簇路由策略能够提高延迟容忍网络的性能.     

一种用于移动Ad hoc网络的自适应分布式权值分簇算法

利用分簇算法得到的分层结构可以提高移动Ad hoc网络性能.为有效解决Ad hoc网络簇结构的稳定性问题,在现有分簇算法基础上提出一种自适应分布式权值分簇算法.通过计算每个节点的移动性、平均邻居距离、节点度以及能量消耗4个因素的加权和而实现对随机分布节点自适应动态分簇,同时利用可用度优化簇内节点数.仿真结果表明,新分簇算法相对于已有的分簇算法具有更好的稳定性和负载均衡的优点.     

无线传感器网络多轮任务调度算法

为了充分地利用网络资源,提出了一种分群结构下的无线传感器网络多轮任务调度算法(WMTSA).WMTSA以可分负载理论为基础,根据各个群的任务处理速率按多轮方案将总任务从SINK节点下发给各个群.为了去除由节点间通信干扰导致的性能下降,SINK节点相继向各个群首发送每一轮的负载.每一轮各个群执行完数据采集任务并把数据融合后,也由群首将该轮数据相继向SINK节点报告,使得任务执行和通信更好地重叠,最终减少了整个应用的响应时间且提高了网络资源利用率.实验结果表明,WMTSA可合理地将总任务分配给网络中的各个节点,从而有效地减少了完成任务的耗时耗能.随着网络规模的增大,总任务完成时间可以减少40%.     

WSN虚拟MIMO的非均匀多簇策略研究

在WSN提出一种非均匀多簇协作虚拟MIMO策略.以节点剩余能量、协作节点间距和节点至目的节点间距为参考依据,结合梯度搜索算法选取协作节点,以构建非均匀多簇.簇内节点通过空间分集方式协作通信,簇间通过空间复用方式并行传输,力求分集增益最大化.分析和仿真研究表明:该非均匀多簇协作策略在系统能耗和信道容量方面均有理想性能.     

分簇无线传感器网络可靠高效的数据传输方案

根据当前传感器节点的通信能力,提出了一种面向大规模无线传感器网络的数据传输方案(REDD).在方案中,节点间通过周期性的动态竞争产生簇首,形成分簇网络结构.簇内通信采用时分多路访问调度方式,成员节点在簇首分配的时隙内经由独立的簇内通信信道将监测数据发送至簇首.簇间通信采用载渡侦听多路访问竞争方式,簇首间形成的连通覆盖网络通过多跳转发方式将聚合后的数据发送至网关.实验结果表明,较之已有的研究,REDD方案能够以更少的消耗达到更优的分簇性能,并且在保证可靠传输的同时有效降低传榆时延.     

基于历史聚集簇的P2P网络信任模型

P2P网络具有开放、匿名、节点间松耦合等特性,这些特性导致许多恶意节点提供虚假资源、恶意评价、团伙作案等问题.为解决这一问题,提出了一种新的P2P网络信任模型RCTrust,该模型在将节点根据兴趣等历史信息以簇的形式聚集的基础上,根据节点通信的目标所在簇分为簇内信任和簇外信任两种类型,并根据节点的通信成功率、通信历史相关度、评价诚实度以及评价时效性等行为对节点的信誉进行评价和反馈.仿真分析表明,该信任模型具有抵抗恶意攻击的能力,并提供了较高的通信成功率.     

无线传感器网络基于节点调度的双簇头路由协议

为了延长无线传感器网络的生命周期,提高节点能量利用率,将分簇与节点调度相结合,提出了一种基于节点调度的双簇头的路由协议.该算法利用节点调度实现网络中冗余节点查找,减少分簇时活跃节点;考虑节点和基站的距离及能量,优化选择主、副簇头,副簇头优先选择冗余节点.主簇头用以收集和融合簇内节点的信息,副簇头负责与基站进行通信.仿真结果表明,新算法能有效节约网络能量、平衡节点能耗、延长网络生存时间.     

传感器网络中一种考虑空间相关性的簇内多树路由协议

为了节省传感器网络WSN(wireless sensor networks)中节点之间的通信能耗和提高数据传输的可靠性,提出一种考虑空间相关性的簇内多树路由协议SCMTBRP.SCMTBRP考虑了路由建立时下一跳节点的能量、节点之间的能耗距离以及空间相关性等综合传输成本,在簇内节点和簇头之间建立以簇头为根的多路由树,节...     

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.