一种改进的无线传感器网络安全路由及其仿真

路由是提高网络性能,保证通信可靠传输的重要一环.在总结现有声誉值路由模型的基础上,设计了一种改进的基于可信值评估的自适应加异常冻结路由传输方案DO3,并与前人提出的定向扩散路由DD、基于簇的路由LEACH、基于地理路由GEAR、入侵容忍路由INSENS、位置感知的信任路由TRANS等进行了仿真对比.结果表明,改进方案具有良好性能.     

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。     

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。     

基于协同路由算法的无线传感器网络能量空洞避免

在多跳的无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外层网络的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致了"能量空洞"的出现,最终导致网络过早死亡.本文在分析现有路由算法的基础上,针对EEUC算法的不足,对其进行了改进,提出了多跳无线传感器网络中的协同路由算法.在路由节点选择时不局限于簇头作为路由节点,还可以将成员节点作为路由节点,让其分担了簇头的能量消耗.算法引入了距离因子和能量因子,既考虑候选路由节点相对于sink的距离,同时还考虑候选路由节点的剩余能量,以达到选择最佳路由节点的目的.仿真结果表明,所改进路由算法在网络生存时间,能耗均匀程度方面优于现有算法.     

基于能量均衡的无线传感网络路由算法

有效的簇首选择策略可提高无线传感器网络（WSN）的负载均衡和簇首均匀分布程度,延长网络生存时间.现有算法在选取簇首时未充分考虑节点剩余能量和能耗速率,导致负载不均衡,部分节点因耗能过度而提前消亡.为此,本文提出一种基于能量均衡的WSN路由算法,该算法使用节点剩余能量、能量消耗速度、与Sink节点的距离作为簇首选择参数,并通过回退机制实现节点回退等待时间的自适应调整,从而保证高能量节点有更高机率成为簇首.实验表明,该算法可有效避免“热区”的出现,延长网络寿命     

一种新的无线传感器网络半动态分簇路由协议

在LEACH分簇算法的基础上,提出一种半动态无线传感器网络分簇路由算法。在半动态分簇算法中,新簇形成之后,不需要更换簇内节点信息而仅改变簇头信息,直至簇内节点死亡率超过30%,再重新进行新一轮簇的形成。仿真结果表明,这种分簇算法在很大程度上提高了整个无线传感器网络的寿命。     

基于阶梯式拓扑结构的WSN半动态路由算法

针对全动态路由算法随着网络规模的增大其拓扑管理能耗剧增的不足,提出一种半动态路由算法.该算法创建了以簇为基本单元的阶梯式网络拓扑模型,根据无线信道传输模型确定簇的覆盖并建立簇到基站的多跳梯度场,在梯度场中采用有序、定向的数据传送方式,实现信息以链路最短的距离向基站汇聚,并在簇内创建了一套簇头轮转机制,以实现簇内能耗平衡.对该算法能耗的定量分析和具体场景的仿真结果表明,该算法大大减少了拓扑管理和数据传送过程中的通信能耗,尤其是随着网络规模的增大,与LEACH算法相比具有明显的节能效果.     

无线传感器网络的路由协议研究

对当前几种典型的无线传感器网络路由协议进行了研究,将它们分为传统路由协议、基于数据为中心的路由协议、基于地理位置的路由协议、基于服务质量的路由协议、单层路由协议和多层路由协议六类．阐述了这些协议的特点,对每种路由协议的优缺点进行了分析,对它们的性能进行了比较．     

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...     

基于混合PSO的无线传感网安全分簇算法

为了合理有效地管理和维护无线传感网络中的节点,提出基于混合粒子群算法的安全无线传感网分簇算法,基于网络的安全性和节点的信任度问题,在分析粒子群优化算法的基础上,引入局部最优解对最优解搜索过程的影响。在适应度函数中,该方法将节点剩余能量、与其他节点的连接性能以及安全信任度作为主要评价指标,把粒子群算法多次迭代得到的适应度值最高的节点作为簇首节点。通过实验对比了该算法与LEACH和MCBMC算法对节点生命周期的影响。结果表明,在不同恶意节点数量和不同节点密度的情况下,该算法能使无线传感网络具有较长的生命周期。     

一种基于无线传感器网络安全的能量优化路由算法

针对无线传感器网络节点能量利用效率、能量消耗不均衡和安全威胁而导致的网络寿命和网络功能受到影响等问题,提出了一种基于网络安全的能量优化路由算法.在网络中建立安全信任评估机制,借用物理学中势场的概念,利用节点深度、区域能量、剩余能量和安全信任值信息建立4个势场,并将它们统一成一个整合的势场.利用该势场函数确定节点数据包传输的下一跳方向,来达到对传感器网络能量利用效率、能量均衡和安全性的优化.通过仿真实验验证了算法的有效性.     

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。     

基于节点剩余能量调配的无线传感器网络能量均衡路由协议

针对现有无线传感器网络路由协议中能量消耗不均衡的问题,提出基于节点剩余能量调配的能量均衡路由协议(RESEE).协议对节点间的梯度进行模糊分级,并将模糊等级选择策略与质量评价函数相结合选择下一跳节点,以实现全局的能量均衡;协议采用低能量节点的拒绝与推荐策略、高能量节点的激活策略,以实现局部的能量均衡.仿真结果表明:当节点数为400时,RESEE较定向扩散(DD)路由协议的节点平均能耗降低29%,网络寿命上延长125%,节点剩余能量分布曲线证明RESEE能更均衡地利用有限的能量.     

基于能量感知的传感网能量中性分簇路由协议

针对能量获取异构的无线传感器网络节点能量利用效率过低和网络无法保证持久运行问题,提出一种基于能量感知的能量中性分簇路由协议,该协议针对太阳能环境下节点获取能量异构的场景,将改进的天气条件移动加权平均算法引入能量收集预测过程,根据获取能量预测构建能量中性约束,在此约束下构建动态簇头集群机制和自适应时隙分配策略,保证了整个网络在能量获取下的持久运行,通过凸优化得到最优的网络分簇数量,最大化了网络数据吞吐量。通过模糊逻辑选择簇头节点,综合节点剩余能量,获取能量预测和节点相对位置等多种因素,提高了簇头选举的合理性。通过仿真分析,该协议能够保持能量获取下网络持久运行,在网络吞吐量和降低簇失败次数方面的性能具有明显优势。     

基于信任云的簇化层次式WSN安全路由方法

如何能量高效地保障无线传感网的路由安全一直是一个巨大的挑战。提出一种基于信任云的簇化层次式无线传感网安全路由算法(trusted cloud-based secure routing algorithm,TC-SRA),建立基于信任云的无线传感网安全骨架,通过簇化层次式拓扑实现网络节点的高效管理,从兼顾能效和安全的角度提升无线传感网的路由性能。仿真测试结果表明,所提出的算法不仅为无线传感网的路由安全实现提供了新思路,而且能有效控制网络节点的能耗,保障网络生命周期。     

基于无线传感器网络SPIN路由协议的另一种改进方法

本文重点讨论了SPIN协议,并针对SPIN存在的“数据不可达”问题提出了另一种改进方案SPIN-R.。在该方案中,源节点发送DATA由广播改为多播,中间传感器作为转发路由,将数据转发到多个Sink节点。最后,本文对SPIN-R从理论上进行了性能评估,结果表明：SPIN-R不仅解决了“数据不可达”问题,而且不会增加网络收敛时间,中间传感器节省了能量浪费,从而延长网络生命周期。     

用于环境监测领域无线传感器网络中的数据压缩编码算法

针对应用于环境监测领域的无线传感器网络(Wireless Sensor Network-WSN)所监测到的数据基本不变或变化很慢的特点,提出了一种差分编码数据压缩算法.该算法的核心思想是根据上一包的内容得到本包信息,适用于没有丢包现象的网络.但是在WSN中由于通信不稳定常存在丢包现象,为此对WSN的路由协议作了改进,使这种数据压缩技术能够被应用.该算法编解码简单,在计算能力有限的传感器节点中能很容易地实现.通过分析和实验,表明该算法可以很好地提高网络寿命.     

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.     

A survey on routing in wireless sensor networks

One of the most important issues in wireless sensor networks is data delivery service between sensors and the data collection unit (called sink). Although sensor networks and mobile ad hoc networks are similar to some extent, they are radically distinct in many aspects. Sensor networks have many unique features, making them more challenging and need further research efforts. The existing routing protocols for sensor networks can be classified as indicator-based and indicator-free. In this survey, we make a comparative study of these protocols. Open issues and research directions are pointed out as guidelines for our future work.     

一种基于遗传优化的路由控制策略

遗传算法是通过模拟自然进化过程有效解决最优化问题的计算模型,在实际操作中得到广泛应用.但由于遗传算法的选择策略使每一代的优良个体大量的遗传到下一代,且适应度函数设定的差异,使最优个体很快充斥整个群体,缺少物种多样性,导致算法很快收敛于局部最优解,达不到全局优化.针对遗传算法存在的这一问题,结合禁忌搜索算法能够禁忌搜寻过的最优解而引入裂解、增加种群多样性的特性,提出了一种基于遗传优化的路由控制策略.该策略将遗传算法得到的最优解作为禁忌搜索的初始解,提出将染色体模版作为禁忌对象,并以此模版为基础建立邻域的方案.仿真实验表明,该策略能够有效的抑制遗传算法过早收敛的问题,减少了全局能量的消耗,从而延长了网络生命周期.