基于K-ABC的无线传感网络路由算法

针对无线传感器网络中数据传输能耗较大、节点能量有限、网络生存周期短等问题,为了能够最大限度延长节点存活率,达到能量均衡,提出了一种基于层次K-均值和人工蜂群的无线传感网络路由算法(K-ABC).首先,根据汇聚节点到簇头节点的距离远近,将网络能耗进行了区域划分,然后根据层次K-均值算法和人工蜂群算法的结合,构建了簇头选择的目标函数.经过仿真表明,该算法能够有效地均衡网络节点能耗,降低网络节点的死亡率,延长网络生存周期.     

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%.     

基于流预测的无线传感器网络动态功率管理

为了最大限度地节约能量的使用,延长无线传感器网络使用寿命,提出了一种利用小波和自回归的动态功率管理(DPM)方法.该方法利用收发器(sink)节点上的历史数据流预测未来值,在后续周期内,若传感器节点的观测值不超过给定阈值则不向sink节点发送数据,sink节点将预测值作为观测结果,通过减少传感器节点工作时间,降低网络数据传输量来减少传感器网络的总体能量消耗.理论分析和试验结果表明,该方法是有效的.     

无线传感器网络中基于同心圆树的路由选择算法

为了提高高速公路路安全监控无线传感器网络中节点能量的利用效率,并延长网络生存时间,提出一种基于同心圆路由树的路由选择算法。该算法以最小功率进行路由发现,采用短距离的多跳数据传输,引入对簇内节点分级的机制,提高网络能量利用率。仿真结果表明:采用该算法比与采用同类能量感知路由算法相比,所得网络生存时间更长,平均能耗更小。     

介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法

引入移动汇聚节点解决无线传感器网络高效数据收集问题.网络中固定汇聚节点与移动汇聚节点共存,全部传感器节点都拥有维护到固定汇聚节点的路由,移动汇聚节点进入网络后定期向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的声明信息,传感器节点向距自己跳数最小的汇聚节点发送或转发数据包.移动汇聚节点和距离其一跳的传感器节点之间通过有效的应答机制来保证数据的可靠传输.通过仿真结果显示引入移动汇聚节点的数据收集在节省能耗方面明显优于传统网络.在延长网络生存时间的同时,可以获得较高的数据传输成功率和较短的数据传输延迟.     

基于网络编码的无线传感器网络功率管理

无线传感器网络中进行数据采集及其运算时均采用电池驱动,能耗便成了无线传感器网络设计时最应考虑的关键因素.采用网络编码时,中间节点发送的数据包是其接收信息的线性组合,传输一定大小数据包时最小化数据传输次数,传输次数越少,功率消耗也越少.分析了网络编码时无线传感器网络传输过程及其节能的原理,比较了是否采用网络编码的2种无线传感器网络传输方式的能效.结果表明,采用网络编码技术,可以有效地减少传输总功率,延长无线传感器网络的生存时间.     

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.     

感知无线电网络中考虑节点数据延时的分布式功率控制算法

研究感知无线电网络中分布式功率控制问题.为保证对主用户的干扰低于阈值,提出一种节点本地估计和信息交换的策略,不需要中心控制节点和辅助测量节点.优化目标是在满足数据传输延迟约束条件下最小化节点的发射功率,并证明此功率控制是凸优化问题.基于拉格朗日对偶分解原理,构造了次梯度迭代的分布式算法,并证明了分布式算法的收敛性.计算...     

基于压缩感知理论的无线传感器网络数据融合算法

针对传感器节点部署稠密, 节点覆盖重叠区域较大, 导致采集数据冗余度大的问题, 利用节点收集数据的时间和空间相关性, 提出一种基于压缩感知理论的无线传感器网络(WSN)数据融合算法, 并通过仿真实验分析了其性能. 实验结果表明, 该算法不仅可以减少簇首的数据传输量, 减少了节点的平均能量消耗, 延长网络的生存时间, 而且性能明显优于对比算法.     

基于能效最大化的无线体域网功率分配算法

无线体域网(wireless body area network,WBAN)中由于各节点电池充电或节点替换较为困难,若节点因信息感知、传输、存储致使能量消耗殆尽将导致节点无法正常工作,影响网络连通性及数据传输性能,降低网络生存时间。WBAN中可用时隙、频谱资源有限,各类传感器节点业务需求不同,如何优化WBAN的功率分配,以实现节点能耗降低以及网络生存期延长是亟待解决的问题。针对多个WBAN共存的应用场景,在考虑不同WBAN节点业务Qo S需求及多个WBAN网间干扰限制的基础上,提出一种基于能效最大化的体域网功率分配算法,以实现网络联合能效的最大化。仿真结果表明所提算法在满足用户业务需求的条件下可以实现对用户功率的最佳分配。     

基于货运列车组的传感网节点负载建模分析

部署于货运列车组的无线传感器网络一般为线性拓扑,汇聚节点位于网络端部.由于网络的中间节点需要承担较多的传输任务,从而易导致能耗不均形成能量空洞,造成网络快速失效.对线型网络节点负载情况进行了建模以分析网络能耗分布,建立了节点和汇聚节点距离与节点负载的关系模型,并通过仿真实验证明了模型的正确性.模型能够在未来应用中对网络布设时的拓扑构建、路由协议定制等起到指导作用.     

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。     

基于非均匀分簇和最小能耗的无线传感网络路由算法

摘要：
簇头以多跳方式传输数据到网关时,靠近网关的簇头由于负担较多的转发任务而过早死亡,从而造成了“能量空洞”现象.文中提出了一种基于非均匀分簇的能量有效的无线传感网络路由算法（UCRA）.它包括非均匀分簇算法和最小能耗路由算法2部分.首先提出一种加权的非均匀分簇算法（WUCA）,在分簇时考虑了节点的选票和传输距离.在簇间通信时提出了最小能耗多跳路由算法.它利用位置信息计算最优转发簇头位置,从而指导下一跳簇头的选择.仿真结果表明,UCRA算法能很好地平衡网络能耗,延长网络生命周期.
关键词：
无线传感器网络; 非均匀分簇; 路由算法; 能量效率
中图分类号： TP 212.1
文献标志码： A     

用于无线传感器网络的节能路由模型与仿真

针对多跳无线传感器网络中传感器节点能耗不均衡的问题,本文提出了一种节能路由模型EER,并对模型进行了分析与仿真.EER在网络中动态划分节点簇,动态建立簇头节点到sink点的多跳路由,通过非线性算法控制节点簇的尺寸,采用局部信息汇聚与汇聚信息多跳传递相结合的方式向sink点传递数据,从而达到平衡节点能耗的目的.仿真结果表明,EER在建立无线传感器网络节点到sink点的节能路由、平衡无线传感器网络节点的能耗和延长整个网络生命期等方面,都有较好的性能.与LEACH相比,节点数量下降10%的时间延长了0.9倍.     

基于簇首负载均衡的无线传感器网络分层路由协议

针对分层无线传感器网络的簇首选择开销大,靠近汇聚节点(Sink)的簇首容易负载过重,且路由需经多跳才能至Sink而导致时延大等问题,提出充分考虑簇首负载均衡的路由协议;采用多Sink节点来构建网络,运用接收信号强度指示对网络进行梯度分簇,使用移动传感节点在簇首和Sink之间转发数据;仿真实验验证了上述方案能有效地均衡无线传感器网络中的簇首负载,从而降低网络传输时延与能耗,提高网络生存周期;对于解决无线传感器网络单点失效及网络能耗高等问题有重要的价值。     

基于可调发射功率的无线传感器能量空洞避免算法

基于无线传感器数据收集网络的多对一收集特征,部分节点因为过早耗尽自身能量而导致网络原有覆盖区域缺失或者数据无法送达Sink节点,从而形成能量空洞现象.针对这一问题,提出一种避免能量空洞的算法ATPAEH(adjusting transmission power to avoid energy-hole).首先,根据网络中所有节点的剩余能量信息将节点分为门限节点和充裕节点两个集合.然后,对于门限节点集合中的节点形成最短路径树以多跳的方式将数据传送到Sink节点.而充裕节点集合中的节点根据该节点与Sink的距离调节其自身的发射功率,直接将数据传送到Sink节点.最后,通过与MILD算法的对比实验表...     

基于距离划分与剩余能量的无线传感器网络分簇算法

提出一种基于距离划分和剩余能量的无线传感器网络分簇算法,以使簇头节点分布更加合理.以网内各个节点与sink节点的距离为标准,首先将网络分为三个区域,每个区域中选择剩余能量最大的节点为簇头节点,其次在已有簇头的一跳范围外,依次取两个剩余能量最大的节点为簇头节点.经仿真验证,该改进算法在存活节点数目方面存在明显的优势.     

一种能量消耗平衡的线性无线传感器网络调度策略分析

考虑应用在公路、桥梁、隧道和地铁等场合的线性无线传感器网络,其线性和多跳传输特征造成能量不平衡消耗,靠近基站的节点需要转发大量数据,因此自身能量很快耗尽导致网络监控失效.以线性网络、均匀部署为研究内容,采用适当的调度策略平衡能量消耗,从而解决能量消耗不平衡问题.将节点转发信息的能量消耗和能量平衡作为约束条件,采用非线性规划方法建立一种线性传感器网络调度策略,通过调整节点到下一跳的距离和转发的数据量来平衡能量消耗,延长网络寿命.对影响网络寿命和节点效率的因素给出了详细分析,对节点之间不同传输距离的能量消耗给予了详细讨论,并进行了仿真.仿真结果表明,通过优化节点间通信距离和流量能够平衡能量消耗,延长网络寿命.     

基于非均匀数据率的无线传感器网络平衡耗能算法

无线传感器网络采用多跳、多对一的数据传输方式,使得网络能量消耗不平衡,基站附近结点通信负荷过重成为"热点","热点"区域的结点往往最先死亡导致网络失效,此时其余结点仍剩余大量能量.为平衡网络的能量消耗,提出了一种基于非均匀数据率的无线传感器路由协议,其核心思想是结点根据结点与基站的距离调整数据率(单位时间内结点产生数据的速率,简称数据率),距离基站越近数据率越低,以节省能量用于通信,距离基站越远数据率越高,以充分利用节点的能量.