高性能无线传感器网络分簇算法

为解决无线传感器网络中经典低能量自适应分簇算法产生的簇头数量分布不稳定,从而导致网络生存时间变短问题,提出一种基于双重选举机制的分簇算法(TSSCH).仿真结果表明,与经典低能量自适应分簇算法(LEACH)相比,TSSCH算法可保证无线传感器网络的簇头数量更加合理地分布在最优值周围,从而能够更好地均衡无线传感器网络负载,达到延长无线传感器网络生命期的目的.     

无线传感器网络分簇路由算法及其改进

无线传感器网络的能量有限是限制其作用的重要因素,因此如何高效使用能源并延长节点寿命成为研究的热点.结合已有算法,提出了一种改进的分簇路由算法,将簇头的选举由原先的随机选举变为基于剩余能量的选举,以平衡网络负载;在数据传输过程中采用多跳的通信方式降低簇节点的通信负载.仿真结果实现了节能、平衡节点能耗、延长网络寿命的目的.     

分簇及局部优化的无线传感器网络拓扑控制算法

为保证网络连通性和覆盖度的情况下,尽量合理、高效地使用网络能量,延长网络生命周期,提出一种基于分簇和局部优化的拓扑控制(cluster and local optimization topology control,CLTC)算法.基于树型网络模型,利用分簇思想将网络分割为不同的簇,簇内运用最小生成树算法,确定邻居节点关系,降低节点通信碰撞;簇间通过簇头连接,形成优化的骨干网络拓扑.仿真实验表明,运行CLTC算法,构建网络拓扑结构快速,通信开销小,可以有效降低节点平均能耗,延长网络周期.     

无线多跳传感器网络中能量消耗均衡分簇策略

针对在无线多跳传感器网络中节点间能量消耗不均衡、中继节点容易过早失效的问题,基于几何规划提出一种自适应的分簇算法.该算法通过节点的能量水平和位置来调节其竞争簇头的概率,同时通过簇头的能量水平和离汇聚点的距离调节簇头"管辖"范围.仿真表明:本算法很好地均衡了网络能量开销,使得网络的生命周期延长了25%,稳定周期延长了50%.     

无线传感器网络中面向动态多跳的非均匀分簇路由

针对无线传感器网络中因均匀分簇而导致任务重的簇过早耗尽能量、整个网络失效的问题,提出一种自适应的动态多跳非均匀分簇方法,将传感器网络中的簇根据实际需要进行不均匀划分,承担任务较轻的簇划分得较小,而承担任务较重的簇则较大.通过均衡簇能量与其所承担的任务,有效地延长网络的生命周期.然后,将该方法应用于2种典型的路由算法LEACH和HEED.研究结果表明:在采用这种非均匀的分簇算法后,传感器网络的生存时间平均减小5％左右.     

一种基于LEACH的无线传感器网络改进路由算法

延长网络的生命周期是无线传感器网络研究中的重要问题,针对经典LEACH路由算法分簇机制中存在的不足,提出了一种改进LEACH算法.该算法分簇机制综合考虑了节点的状态以及分簇机制带来的开销,它通过计算每轮网络能量消耗速度来动态调整分簇的策略以减少了分簇机制产生的开销.改进协议将每轮分为簇的建立、簇问路由的形成、簇头簇内的调整和数据的稳定传输阶段4个阶段.仿真结果表明该算法提高了网络的能量效率,延长了网络的生存周期.     

无线传感器网络中基于簇的实时节点故障检测算法

无线传感器网络主要任务是数据采集,在许多的应用场合对传感器网络数据可靠传输有较高的要求,但由于传感器节点容易失效,导致数据无法正确传输,因此故障检测是确保数据信息正确收集的重要保障.本文中提出了一种基于分簇网络拓扑的实时故障检测算法(CRFD),能够在网络划分的不同簇中自发地完成故障检测,正确诊断出节点的状态.分析了算法的性能,并通过仿真实验,表明与"基于比较的故障检测算法(CBFD)"相比,CRFD算法具有更小的系统开销,从而有效节省节点能耗.     

基于节点划分的无线传感器网络自适应分簇算法

为延长网络的生命周期,针对随机部署的无线传感器网络节点均匀分布和能量有限的特点,提出了一种基于节点划分的分布式自适应分簇算法.通过节点的划分均衡簇内负载,利用节点的剩余能量与通信距离信息的自适应加权来优化调整节点竞选簇头的概率.模拟实验结果表明,该算法可有效延长网络的稳定周期和生存时间,数据传输量比LEACH-E算法增加了近20%.     

无线传感器分簇网络实验系统设计

针对无线传感器网络分簇算法验证,设计了分簇网络实验系统。系统中无线网络节点计算能量消耗,通信报文传输节点消耗能量值和分簇节点标记,主机节点依据数据实时绘制分簇网络结构和能量消耗分布图,并计算总消耗能量,对分簇算法进行评估。系统经试用,对分簇算法设计与优化有重要的作用。     

基于分簇的无线多媒体传感器网络QoS多径路由

针对无线多媒体传感器网络应用,提出基于分簇的Qo S多径路由算法。该算法首先建立分层网络拓扑,然后基于改进蚁群算法实现Qo S多径路由。网络分层时,根据多媒体传感节点的有向性设计分簇算法,实现簇内数据融合以减少冗余数据。数据传输阶段,提出基于蚁群优化的Qo S多径路由算法以满足多约束的Qo S需求。仿真结果表明,与Ant Sens Net等路由协议相比,该算法有效降低网络负载,延长网络生命期。     

保证服务质量的最小能量无线传感器网络路由算法

为了减小无线传感器网络(wireless sensornetwork,WSN)的路由能量开销,同时保证数据传输的服务质量,提出了一种新的路由算法,称之为DEER(delay-constrained energy efficient routing)算法。DEER算法的核心思想是将路由选择和传输速率控制相结合。算法首先采用概率分析方法,估计出最优的总跳数以及相应的传输速率;然后再逐跳选择出后续节点,构成整条路径。理论分析和计算机仿真结果都表明,在现有的路由算法中,如果端到端传输时延变小,那么能量消耗将呈指数上升趋势;而在DEER算法中,二者的关系将从指数退化成多项式关系。可见,DEER算法不但保证了端到端传输的服务质量,而且大幅度地降低了路由能量开销。     

无线传感器网络高效节能分簇路由协议

针对LEACH协议簇头数不总是最优值和负载不均衡的问题,该文提出了高效节能分簇路由协议(EECR);采用固定簇头数目的方式,使其始终保持或接近最优值,选择簇内剩余能量最大的节点作为下一轮的簇头,并在所有簇头和sink之间建立路由树,使得簇头收集到的数据可通过路由树多跳传送到sink节点;相比于LEACH,EECR在节点节能性、负载均衡性和适用网络范围等方面都有较大提高.     

基于能量效率的非均匀分簇无线传感器路由算法

自然环境中的监控节点分布具有天然的不均匀性,如南方有大量水塘的区域,典型的层次路由协议普遍存在节点分簇中的“热区”情况．针对这种监控对象特点,为了提高能量效率确保区域覆盖的有效性和时效性,本文提出了一种改进的非均匀分簇无线传感器网络路由算法．改进算法首先结合节点分布密度优化簇头选举,再对簇的竞争半径进行控制实现非均匀分簇,然后由各簇头计算距离系数和离散系数来确定各簇内部通信方式,最后在簇头之间采用单跳和多跳结合的传输机制．模拟实验结果表明,改进算法能较好地提高网络的能量效率,能显著地延长网络整体的生存时间．     

异构无线传感器网络下的分簇时间同步算法

为了降低大型无线传感器网络的时间同步能耗,分析并计算了同步信息发送和接收过程中的时延组成,得出节点的时钟偏差,并利用线性回归法计算节点的频率漂移,在此基础上,将异构网络中的中继节点作为簇首,首先实现簇首与sink节点的时间同步,然后实现簇内的时间同步。分析表明,本算法同步误差只与传播时延和编解码时延有关,同时在同步过程中所需发送和接收的同步字节少,可以延长网络的生命周期。     

传感器网络分布式能量平衡路由

提出一种分布式能量平衡路由算法,该算法根据邻接点的能量和状态信息达到各个节点能耗的平均.对能耗过大的节点采取保护措施,汇聚节点sink在广播兴趣阶段形成一棵广播树,各个节点距sink节点的远近不同即在广播树中处于不同的层次,从而传播网络中的任一节点就有父节点、兄弟节点和子孙节点,使得所选路径为距sink节点最短即路径最短能量平衡路由,节点感知各层次节点情况就可以根据其能量信息来重选路径.分析和仿真结果表明,这种路由方法计算简单,所需信息传输量小,可有效提高网络的生命期.     

无线传感器网络中能量高效的时间同步算法

针对能量受限的无线传感器网络,提出一种能量高效的时间同步算法(EETS).EETS采用时钟频偏校正、本地广播认证以及自适应冗余报文技术,使得无线传感器网络中的时间同步具备能量高效和安全的特性.仿真结果表明EETS满足了这两点目标.     

无线传感器网络中的一种安全高效的路由协议

针对无线传感器网络中部分路由协议在设计时对安全性考虑不够的问题，本文提出一种安全高效的路由协议-STEEN协议。该协议是在TEEN（Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol）路由协议的基础上，以增强路由安全性同时兼顾网络的能量消耗为目标而设计的。该协议通过预置密钥和采用随机密钥对密钥管理的方法，解决了节点间的认证和安全通信的问题，增强了网络的安全性。通过安全性分析可以看到，该安全路由协议可防御多种针对网络层的攻击。     

基于蚁群的无线传感器网络概率路由算法

针对多数无线传感器网络路由算法易在网络中形成关键节点,而节点的失效往往导致整个网络的失效问题,提出了将随机思想与蚁群算法的特征相结合的一种新的概率路由计算方法.实验表明,该算法对延长整个网络的有效生存时间的效果较好.