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。     

一种基于分层的无线传感器网络路由协议

合理使用节点的有限能量是无线传感器网络的关键技术之一,本文在LEACH协议及其一般改进协议基础上,提出了一种新的改进算法。该算法通过等间隔分层和层中分簇方式来平衡节点间的能量消耗,选择簇首时综合考虑了节点的能量及到基站的距离,给出了具体的簇首选举算法,并在簇首的数据发送中引进了单跳和多跳相结合的路由协议。仿真结果表明,新的改进算法相对原有算法有明显改进,极大地延长了网络寿命。     

LEACH协议的簇首多跳与选择优化

针对WSN层次型路由协议中簇首单跳传输数据至汇聚节点、而部分簇首因传输距离过长导致能量过早耗尽从而影响整个网络寿命问题,提出了基于剩余能量对簇首优化选择和簇首至汇聚节点间多跳数据传输的改进算法.对首个节点死亡轮数和能量图像方面进行了分析和仿真,结果表明该改进算法可使全网负载更加均衡,并进一步延长了网络整体寿命.     

改进LEACH的传感器网络分簇路由算法

针对当前无线传感器网络分簇路由算法存在的节点能耗不平均、 节点过早死亡等缺陷, 提出一种改进低功耗自适应分簇(LEACH)的无线传感器网络路由算法. 首先针对无线传感器节点过早死亡的问题, 引入簇半径动态确定方式, 将整个无线传感器网络划分为多个不均匀的簇; 然后考虑簇首能量消耗过快的问题, 结合簇首所在位置和节点剩余能量选择每轮中的簇首; 最后改进数据传输机制保证节点能量消耗均衡, 并在MATLAB 2014平台上对无线传感器网络分簇路由算法的性能进行测试. 测试结果表明, 改进LEACH算法较好地解决了节点过早死亡的难题, 延长了无线传感器网络的寿命, 平衡了各节点能量消耗, 整个无线传感器网络的性能显著优于其他对比算法.     

一种具有成员限制的移动自组网络簇生成算法

在移动自组网络中,许多应用都依赖层次结构的支持.簇结构是移动自组网络中应用最为广泛的层次结构.然而,由于受节点的资源限制,当节点密度较高时,簇首不可能服务所有邻居节点.基于max-degree算法提出一种具有成员限制的簇生成算法CMLA,根据簇首节点选择成员的方式不同,提出了最小权值、最大权值以及随机簇成员选择策略.模拟实验表明,在节点密度较高的移动自组网络中,采用最小权值簇成员选择策略的CMLA算法在簇首节点数量以及负载均衡度等方面均优于其他策略和算法.     

一种基于LEACH协议的改进路由算法

针对无线传感器网络中LEACH协议的簇首选择与簇间数据传输存在的问题,提出了一种改进的路由算法,该算法在簇首选举时以节点剩余能量作为依据,采用了新的阈值公式,在数据传输时建立临时路由表、构建簇间多跳路由。仿真结果表明:改进后的算法可有效地延长网络内节点的存活时间,从而延长网络的生存周期。     

无线传感器网络多重覆盖成簇算法

在传统的无线传感器网络簇生成算法中,簇首的选择没有考虑其剩余能量,也没有分析簇首为簇内节点提供数据转发服务存在服务失败的问题,为此提出了一个新的无线传感器网络簇生成算法———多重覆盖成簇算法,该算法以待选簇首节点的剩余能量和节点初始能量的比值作为簇首服务的失败率,在此基础上算法选择的簇首通过对关键节点进行多重覆盖,以保障关键节点数据的可靠传输.最后,通过仿真实验验证了算法的有效性和正确性.     

基于节能的无线传感器网络LEACH协议改进

由于传感器节点电池电量有限,因此在无线传感器网络中如何节能是一个关键问题.对经典的LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议做出改进:提出了一种新型的簇首选择机制.算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性,进一步保证网络内节点能量负载的均衡性.仿真结果表明,新型的簇首选择机制能够有效平衡节点的能量消耗分布,延长节点与网络的寿命.     

基于负载均衡的无线传感器网络路由算法

针对传统的分簇路由协议存在的监测盲区和"热区"问题,在LEACH和PEGASIS协议的基础上做了改进,提出了一种负载均衡的无线传感器网络改进分簇路由算法.在簇的构成阶段,综合考虑了节点到簇首及簇首到基站的复合距离,普通节点选择复合距离最小的簇加入;簇间通信采用多跳的方式,多跳通信的下一跳路由是基于网络通信开销指标和簇首的剩余能量选择的,使得网络的负载更均衡.NS2仿真结果表明,改进路由算法高效地平衡了整个网络的能量消耗,从而延长了网络的生命周期.     

基于能量、节点密度的LEACH-TYC拓扑控制算法的研究

网络拓扑控制是无线传感器网络研究和应用中的一个关键问题。针对LEACH算法及基于LEACH改进DBCP算法存在的问题,文章提出了一种新的改进拓扑控制算法：LEACH-TYC。该算法采用与LEACH算法相同的前提假设,借鉴DBCP算法的优点,进行了如下改进：一是允许担任过簇首节点的还可以继续当选,但是必须满足限定在一定的次数和剩余能量达到一定的值的基础之上。二是利用节点密度改进簇首的选举阀值。三是非簇首节点加入簇时综合考虑节点间剩余能量和节点间距离。仿真结果表明,LEACH-TYC算法使得簇规模更均衡、网络生存时间更长、节点能耗更少。     

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.     

一种使用双簇首的分簇路由协议的研究

高效地使用资源和延长网络的生命周期是传感器网络中高效路由协议应考虑的很重要的问题．本文提出一种能解决以上两种问题的新算法，即在算法中使用双簇首，可以减少任何形式的流行算法的使用，因而节约了许多资源并且使得路由发现更容易．实验结果表明使用双簇首极大地减少了路由发现过程中的信息开销并且延长了网络的生命周期．     

基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法

为解决物联网部署过程中存在的节点覆盖强度低、传输盲区面积大,以及簇头节点受限等不足,提出了一种基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法.首先,采用等距分割方案,设计了一种基于轴面对称机制的区域覆盖方法,通过对称分布簇头节点来实现网络区域的初级分割,提高网络初始化覆盖效率.随后,鉴于主备机制难以进行节点动态更新,通过预热方式...     

无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法研究

传统启发式分簇拓扑控制方法通信开销大、负载均衡性差,忽略剩余节点能量,导致拓扑结构连通性和骨干网健壮性差,无线传感网络生命周期短。为此,提出一种新的无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法。给出无线传感网络模型。利用粒子完成分簇,对簇内负载与簇间负载进行分析,保证负载均衡性。引入一种描述节点间能耗及鲁棒性的行向量,以全面分析骨干节点通信开销与剩余能量对簇头挑选的影响。将最小生成树作为网络的基础结构,引入表示网络连接状态的列向量,以描述网络通信开销情况,获取目标函数。通过粒子群法求最优解,实现簇头选择。通过簇头组成骨干网,实现无线传感器网络拓扑控制。实验结果表明,所提方法能够保证拓扑结构的连通性与骨干网健壮性,延长网络生命周期。     

基于多因素均衡动态分簇的WSN路由协议算法研究

为了解决无线传感器网络分簇路由协议随机筛选簇头节点的位置分布不均衡及转发节点的数据传输路径不合理会加剧节点能量消耗、缩短网络生存周期的问题,提出一种基于改进社交网络搜索算法(ISNS)优化模糊C均值聚类(FCM)的多因素均衡动态分簇路由协议(MD-LEACH)。首先,引入莱维飞行改进反向精英学习策略,以增强社交网络搜索算法的全局寻优能力;接着,使用ISNS优化模糊C均值聚类算法对网络节点动态均匀分簇,均衡网络负载;此外,在每个簇内,考虑簇内节点的能量因素和位置因素引入模糊推理,设计两种簇头选取模式,动态选举簇首,提高簇首质量。在稳定传输阶段,将单跳改为簇首之间的通信的方式,使用改进的蚁群算法寻找最优数据传输路径,提高能量效率。仿真结果表明,算法能够有效提高能量效率,平衡网络负载,延长网络生存期。     

无线传感器网络中基于信号博弈模型的队列管理机制研究

无线多跳传感器网络中的无线节点为了延长生命期,可能发送虚假能量信息来逃避成为簇头节点。运用信号博弈理论对无线节点的这种自私行为展开研究,并建立簇头选举博弈模型。运用区分服务的队列管理机制使簇头节点获得更高的传输性能,增加簇头节点的收益,抑制自私节点用虚假能量信息逃避成为簇头节点的自私行为。模拟实验证明,基于信号博弈的CHQM-SG算法可以有效的抑制无线网络中的自私行为,提高了无线网络的生命周期和性能的稳定性。     

无线传感器网络中分簇时间同步算法的设计

根据低功耗的要求,提出一种分簇时间同步算法(CTSA),该算法利用LEACH分簇原理,将整个网络分成不同的簇,簇首节点之间的同步采用精度较高的双向同步交换机制,且在选择与上一级簇首节点交换同步包时,根据距基站的最小跳数为准,以减少多跳累加的影响.而簇首节点与簇内成员节点则采用功耗较低的单向同步原理,结合了无线传感器网络中簇首节点与簇内节点的特点,在精度与功耗上进行折中考虑.实验证明该算法具有较高的同步精度与较低的同步开销,特别适合于终端节点较多的环境中,如环境监测.     

基于能量阈值自感分区机制的无线传感网簇路由算法

针对当前部署无线传感网中存在的成簇机制僵化、簇头节点难以进行周期性选举且存在簇区域结构难以动态更新的难题,提出了基于能量阈值自感分区机制的无线传感网簇路由算法.首先在初始化的过程中依据能量阈值进行动态初步的节点分割,形成初步的簇头-簇成员的区域结构;然后按照节点归一化能量剩余水平决定在更新周期内是否进行簇头节点的更换,从而实现了簇头节点按能量最优原则的动态周期性的更换;最后通过簇头节点与簇间汇聚节点形成的传输链路实现信息的协同传输及簇间交汇,有效改善了网络数据的传输质量.仿真实验表明:与RMCRW算法、CMEDD算法等相比较,本文提出的新无线传感网簇路由算法能够有效提高无线传感网的生存周期,减少网络控制开销,改善传感数据的传输质量.     

基于中国剩余定理和LU矩阵的传感器网络密钥预分配方案

针对典型分簇式传感器网络密钥预分配方案连通性和抗毁性差、节点开销大的问题,结合中国剩余定理和LU矩阵提出了一个密钥预分配方案.该方案簇头节点与簇内节点间的通信密钥运用中国剩余定理建立,而簇头节点之间以及簇头节点和基站间的通信密钥采用LU矩阵生成,这样既克服了运用中国剩余定理建立通信密钥的单一性问题,又克服了采用LU矩阵生成通信密钥节点开销大的缺陷.方案支持节点加入与撤销,簇内节点加入与撤销时方案分别满足后向和前向安全性.与典型密钥预分配方案相比,该方案以占用一个密钥存储空间的簇内节点开销和较少的簇头节点开销既实现了网络100%的连通性,又实现了网络完全抗毁性.     

一种卫星通信网分簇管理的簇首备份机制

针对卫星网络分层分簇的管理结构易在空间段产生中心节点故障,导致网络管理安全性能下降的问题,在分析星簇簇首在空间中安全性需求的基础上,提出了能够实现簇首快速切换的备份机制和相应的基于优先级的主备簇首选举算法,该算法将星簇内部成员间可达性、时延、链路可靠性等因素进行合理量化考虑,经过卫星优先级计算和星簇内协商选举,生成簇首和备份簇首。仿真结果表明,该机制能够在极短时间内替换故障簇首,恢复星簇工作,同时保证簇首对星簇管理开销最小。