传感器网络中信息驱动路由算法研究

传感器网络集成了传感器、计算机和网络三大技术,是一种全新的信息获取和处理技术。信息驱动路由就是基于信息的内容和通信开销来决定节点的选择,以达到优化信息获取和降低通信开销的目的。介绍了几种信息驱动路由的具体算法,并对其进行了分析比较。     

基于表面自适应的定向贪婪选路

针对无线传感器网络中基于位置的路由算法中存在的重复搜索和冗余计算问题,提出一种基于表面自适应的定向贪婪路由算法(DGAFR).该算法充分发挥贪婪转发、表面路由转发和定向选路的优势,依据局部区域节点的状态信息进行整个网络的路由选择.理论上分析证明DGAFR算法具备渐近最优性;仿真结果表明,相比于GPSR和GOAFR,该算法降低了大量额外的通信和计算开销,更适于大型的传感器网络.     

Ad-hoc网络中一种基于表驱动的辅助路由算法

通过研究ad hoc网络中移动节点的通信规律,在传统的三种通信模式的基础上定义了一种新的节点通信模式快速穿行模式,并针对该通信模式提出了一种新的路由算法路由代理算法·在快速穿行模式下,网络拓扑变化频繁,导致大量的系统带宽开销和计算开销,同时较大增长了承载业务的时延·路由代理算法是对当前表驱动ad hoc网络路由算法的补充,它专门针对快速穿行模式中高速节点的路由方法作出了修改,大大降低了由于高速节点快速运动导致的路由更新报文开销·仿真实验结果表明:该算法明显缩短了发往高速节点的数据传输时延,提高了路由的效率·     

优化能量及跳数的增强学习WSNs路由算法

针对无线传感网络中强化学习路由算法存在的目标单一、建立过程复杂及节点转发开销大等问题,开展了节点能量及跳数的动态协调方法研究,提出了具有反馈学习能力的动态自适应路由算法.利用局部路由信息,反馈学习邻居状态,以能量和跳数信息加权计算出路由奖励值,并更新求解Q-value值,获取最优路由策略.经实验验证及分析,算法能有效延长无线传感器网络的生命周期.     

移动Ad hoc网络路由维护方式与控制信息开销

在移动Ad hoc网络中,节点的移动通常会导致通信链路的断开.为降低断路对通信质量的影响,保存备用路由是有效的方案之一.但维护备用路由同时也增加了其控制信息开销,占用一定的带宽并消耗有限的能源.分析了几种路由备份的方式,以仿真比较其控制信息开销,并给出其适用范围.     

一种基于最小路径的多播路由优化算法

信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)底层是传感器、控制器和执行器等异构节点构成的无线自组网络,不同节点之间需要通过通信网络传送给感兴趣目标节点,传统的无线自组织网络一般采用单播或广播技术,但是这些往往实时性不高,通信开销大,不利于在CPS中受限节点间通信.该文针对信息物理融合系统中无线多播路由问题构建网络模型,演化为最小路径问题,数学模型为约束Steiner最小树问题,并针对该NP难问题通过启发式算法求解,再通过贪婪思想构建一种最小路径多播路由算法.最后通过与uCast以及SenCast等经典的多播路由算法仿真比较,得出其算法在实时性以及能耗等方面性能优异.     

基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法

针对无线传感器网络节能分簇路由通信时存在数据传输节点死亡数量较多、传输能耗输出较大的问题,提出一种基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法.首先构建网络通信能耗模型,以缩减能耗为目标结合差分蜂群算法及时优化网络节点分布;然后基于网络节点分布优化结果,制定异构无线传感器网络节能分簇方法,使用能量迭代选簇方法确定簇头,获取簇头半径完成异构无线传感器网络的通信节点节能分簇;最后设定通信簇头节点与基站之间的距离,确定节点通信时的路由等级,并结合多跳的路由通信方式,实现异构无线传感器网络的节能路由通信.实验结果表明,利用该方法进行网络节能分簇路由通信时,数据传输节点死亡数量最多为22个,节点传输最大能耗为21 nJ/bit,表明该方法节点通信节能效果较好.     

WSN中基于任播的新型分层路由算法

传感器网络已成为一种重要、新型的信息获取和处理技术,路由协议作为其中的一种支撑技术占有重要地位.文章在简要介绍并分析现有的路由算法的基础上,提出了一种新型的基于任播的分层路由算法;算法在节能、灵活性、容错性、QOS、延迟及负载平衡等方面都有一定程度的提高;最后,展望了Anycast协议在传感器网络中的应用前景.     

基于梯度信息的ZigBee网络PAN间混合路由算法

针对现有ZigBee网络多PAN路由算法在路由构建过程中通信开销和传输时延较大,以及不相邻PAN的节点间无法建路的问题,提出一种基于梯度信息的低开销混合路由(GLHR)算法.通过网关的梯度定向扩散操作,构建PAN内节点至网关的梯度层次,并借助梯度信息限制路由发现中控制分组的路径,缩减控制分组转发次数.利用先验式和按需式的混合路由策略传输数据分组,降低通信开销、减少分组时延.仿真结果表明:与现有的典型算法IP-AODV相比,GLHR算法在数据分组平均端到端的时延、网络开销、分组传送成功率等方面的性能得到整体提升.     

无线传感器路由协议与应用研究

无线传感器网络集成了传感器技术、分布式信息处理技术、嵌入式技术和无线通讯技术,是一种比较新型的信息获取和处理技术。本文探讨了无线传感器的概念、特点、路由协议分析,并指出了其主要的应用领域。