WSN中基于簇头路径转换的定向扩散路由协议

针对定向扩散协议中兴趣泛洪时巨大的能量开销以及最优路径后续维护等问题,提出一种无线传感器网络中基于簇头路径转换的定向扩散路由协议.该协议首先通过结合非均匀分簇将网络分簇,在兴趣扩散时将兴趣消息扩散到簇头,减少能量消耗;其次,通过在簇头之间选择优先级最高的下一跳簇头节点形成最优路径,进行后续数据的传输.直到最优路径上某个簇头所剩能量接近设定的阈值时,该簇头采用基于时间的回溯迭代查询机制选择继任的传输节点,进行最优路径的转换,继续传输数据.仿真结果表明,该协议能有效延长网络生存周期,提高能量利用率,均衡网络能量消耗.     

一种应急环境下无线传感网节点接入与定向扩散方法

针对应急环境中的灾难发生特点和救援工作要求,提出了一种无线传感网移动节点接入和定向扩散路由方法.首先设计了一种基于竞争型MAC协议的移动节点接入和链路维护机制,对定向扩散协议的兴趣扩散算法和兴趣封装进行了改进;然后,基于这种兴趣有效传播路径判定规则,建立和维护动态链路.仿真实验结果表明,移动节点的接入方法高效可靠,所用的接入机制在节点能量消耗、信号传输延时和网络吞吐量等方面都具有明显优势.采用兴趣有效传播路径判定规则的定向扩散路由算法只在局部网络内进行兴趣的准确扩散,转发的兴趣报文数量较少,且随着传感器节点总数的增多,兴趣报文数量的变化较小.     

基于随机密钥预分布模型的安全定向扩散协议

为了解决无线传感器网络中定向扩散协议的安全问题,提出一种基于随机密钥预分布模型的安全定向扩散协议.通过建立安全梯度及应用累积报文鉴别码和多层加密,扩展了定向扩散协议的安全机制,使其能够提供点到点的安全数据通信.安全分析表明,基于随机密钥预分布模型的安全定向扩散协议能够保证定向扩散协议在兴趣扩散、数据传输、路由建立和路径加强阶段的安全性,有效抵御多种由泄密节点发起的攻击.     

无线传感器网络的能量平衡路由

针对现有无线传感器网络中路由协议产生“热点区域”问题，提出了一种能量平衡的路径选择算法．该算法通过平衡最小化传输能量路由和最大化最小节点剩余能量路由，以达到网络能耗均匀分布．在定向扩散协议（DD）的基础上，设计了能量平衡的路由协议（EBDD），该协议在路径探测消息中通过增加新字段来记录途经节点的剩余能量信息，并利用标签交换方法建立通往数据源的路径．sink节点采用所提算法选择路径，并通过标签交换把路径增强消息路由到数据源，其目的是对随后将要传送数据的路径进行确认．仿真实验表明，EBDD在能量均衡方面明显优于DD，当相关参数设定为2时，采用EBDD的网络寿命比采用DD的延长5％．     

一种基于分簇与分层相结合的无线传感器路由协议

本文在LEACH算法的基础上,提出了一种基于分簇与分层相结合的无线传感器路由协议。该协议结合了层次路由协议中的分簇路由和基于定向扩散路由思想的分层路由:分簇路由结合数据融合技术可以大幅度的降低网络中数据冗余,分层路由使得数据转发有一定的方向性;二者都相结合降低了网络能耗和延长网络生存周期。另外睡眠机制和多跳传输方式的应用,有效均衡网络节点的能量消耗。     

一种基于多优化函数的跨层定向扩散路由协议

无线传感器网络中的路由协议设计应该符合其网络特性.为此基于传统的定向扩散中的推扩散协议,提出了一种新颖的基于多优化函数的跨层路由协议--MOFD.该协议综合考虑了网络性能的多个影响因素,将节点间距离、节点剩余能量和路径跳数引入路径选择函数中以实现最优路径的建立,并在数据传输过程中利用跨层功率调节技术提高数据传输的能量效率.基于ns-2的仿真实验证明,与传统的推扩散协议相比,MOFD协议延长了网络的生命期,提高了整个网络的鲁棒性,实现了对无线传感器网络的数据传输的综合优化.     

一种用于复杂移动网络的安全路由协议设计

在复杂移动网络中,当前路由协议认证过程较为复杂,无效路径较多。设计一种用于复杂移动网络的安全路由协议。协议设计过程包括身份认证阶段和路由发现阶段,通过对复杂移动网络中新的邻居节点进行身份认证,判断该节点是否可加入到其他各节点的通信路由表中。通过建立路由请求消息RREQ,将其向相邻节点广播,获取目标节点。通过建立路由响应信息RREP,传输至其前趋节点。获取由前趋节点重新建立的路由响应消息RREP,继续传输至其前趋节点。以此类推,直至回到源节点,将路由发现过程经历的所有路径进行存储,最终得到有效路由协议。以振动环境下复杂传感网络为基础进行测试,结果表明,所设计安全路由协议具有较优的包传输率、网络吞吐量和包丢失率,安全性高。     

一种改进的无线传感器网络定向扩散协议

文章针对定向扩散(DD)路由协议在能效方面的不足,提出了一种改进方案(AIDD)。该方案通过预测跳数控制数据的传输距离,同时考虑节点的剩余能量和传输能耗因素,通过决策函数选择转发节点。仿真结果表明,改进方案实现了网络的全局能量平衡,避免了因丢包而重传引起的能量消耗,提高了转发率,从而延长了网络的生命周期。     

基于信道可用性的认知无线网络跨层路由协议

认知无线网络中,认知节点的频谱资源具有动态变化特征,如何充分利用频谱资源,提高路由性能,已成为当前研究热点.本文在AODV协议基础上,提出了一种基于可用性的跨层路由协议——PCLRP-AODV.该协议综合考虑信道的可用性和传输时延,在保证信道可用性的基础上,选择时延最小的路径作为最佳路由.仿真实验表明,该路由协议在提高系统吞吐率的同时,能够有效减少网络传输的时延,明显改善路由性能.     

基于遗传优化的无线传感器网络定向扩散协议

对定向扩散协议进行了改进,提出了GADD(GA based directed diffusion)协议.利用探测数据包策略进行初始路径集建立的方法,有效地避免了初期路由的盲目性;引入遗传协议对初始路径集进行优化,增强了路径的多样性、提高了节点能量的利用率,提升了路径集的整体质量.仿真表明,GADD协议不仅延长了网络寿命,减小了网络规模变化对路由协议性能的影响, 缩短了无线传感器网络的数据传输延时,而且具有较好的收敛性.     

Grid-based directed diffusion for wireless sensor networks

Directed diffusion is a data dissemination protocol for wireless sensor networks. In directed diffusion, flooding is used for dissemination of interest and exploratory data, which will bring broadcast storm resulting in substantial energy consumption of networks. A grid-based directed diffusion is presented to improve the energy efficiency of directed diffusion. Virtual geographic grid clusters are constructed by self-organization of nodes using geographic location information. The flooding of interest and exploratory data of original directed diffusion is limited in cluster head nodes. The simulation results and testbed experiments show that the method effectively reduces the network energy consumption. This gain is not achieved at the cost of either delivery ratio or the delay. Importantly, the decreased load also leads to a better delivery ratio and lower delay.     

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。     

MANET中基于能量的改进型AODV协议

针对移动Ad Hoc网络(MANET)中数据传输的稳定性问题,提出一种基于能量的改进型按需距离矢量(AODV)路由协议(AODV-E).在源节点广播的请求路由报文(RREQ)和回复报文(RREP)中增加了节点能量信息,使源节点能够掌握路径中各中间节点的能量,选择一条综合考虑路径长度和能量均衡的最优路径来传输数据,避免节点由于能量消耗过大导致链路断裂,从而影响数据传输的稳定性和时延.通过仿真实验,在不同节点数量和不同节点移动速度场景下,通过投递率(PRD)和整体时延来评估AODV-E和传统AODV协议的性能     

基于事件驱动型的WSN跨层MAC协议

传统的S-MAC(self-organizing medium access control)协议采用了协商一致的睡眠调度机制,在网络中形成虚拟簇的同时引入自适应侦听过程,但是由于增加了睡眠时间而限制了网络吞吐量,导致网络开销较大和端到端传输时延较长.为此,提出一种基于事件驱动型的跨层媒体接入控制协议(event driven cross layer-media access control,EDC-MAC).采用跨层优化的方法,同时考虑网络层和MAC层,并且依据网络数据传输的特点将网络分为非事件状态和事件激活状态.有效地节约了能量,并减少了事件汇报时延.此外,当节点被激活处于事件激活状态时,采用分簇的方法将事件区域内的节点动态分簇,有效地减少了传输数据的能量开销.通过理论分析和仿真验证了EDC-MAC协议在相同数量感知节点情况下相对S-MAC协议能够平均减少时延35％左右,提高网络剩余能量10％左右.     

一种基于能量控制并支持实时业务传输的AODV路由协议

AODV协议在建立路径时没有考虑节点能量,会导致网络中某些节点能量消耗过快而失效。本文提出一种改进的路由协议ERT-AODV,选择平均能量最大且节点最小残余能量高于门限值的路径进行通信,以平衡网络中的节点能量消耗、降低节点失效率,延长网络的生存时间;同时考虑到实时业务对延时的敏感性,通过设置定时器和扩大传输半径,可以有效的降低延时,仿真结果表明ERT-AODV在节点失效率和平均端到端延时方面比AODV更具优势。     

延长实时无线传感器网络生命周期的能量平衡路由

为了延长实时无线传感器网络的生命周期,在二阶段定向扩散协议(DD)的基础上,设计了一种实时路由协议(EBR).该协议可收集到所有的、通过接收器节点发送的兴趣信息的实时路径立体空间测量误差(MPE)值,源节点通过选择最优的MPE值来决定探测数据信息的发送路径,这样接收器节点最终得到的数据传输路径可满足路由实时性要求,同时保持网络的全局能量平衡.仿真实验表明,EBR的全局能量平衡能力优于DD,并能有效延长网络的生命周期.在同等条件下,EBR提供的网络实时服务时间比DD多4.37%,采用EBR的网络生命周期比DD长44.6%.     

基于多目标优化函数的无线传感器网络负载均衡路由协议

针对目前无线传感器网络路由协议在延长网络生存期和提高网络整体性能等方面存在的缺陷,以平衡网络中节点能量消耗、延长网络生存期为优化目标,提出了一种基于多目标优化函数路由协议. 该协议将节点可用能量、路由跳数和节点之间物理距离等参数引入到路由选择函数中,以实现最优路径的建立和对无线传感器网络性能的综合优化. NS2仿真结果表明,与传统的定向扩散协议相比,数据发送成功率提高了15. 3%,网络能量利用率提升了9. 7%,网络生存期延长约12%,在无线传感器网络中具有显著的优越性.     

一种基于竞争的无线传感器网络低延迟MAC协议

SMAC协议周期性侦听和休眠的低占空比机制大大地降低了无线传感器网络的能耗,但却是以牺牲延迟和吞吐量为代价的。针对SMAC协议虚拟簇间调度不一致而导致的休眠延迟问题,提出并设计了一种低延迟协议LDSMAC,该协议采用全局同步机制使整个网络内的所有节点形成统一调度,保证了全网内的所有节点在相同时间激活,从而解决了数据传输中的转发停顿问题。仿真结果表明,相比于SMAC协议,LDSMAC协议在能耗略有增加的情况下,大大地降低了传输延迟,提高了网络吞吐量。     

最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法研究

针对网络通信实时性、可靠性的要求,提出一种最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法,依据链路质量对加入网络的节点构建逻辑路径,形成树状结构。将某节点与其它节点之间的可用物理链路看作辅助路径,得到Mesh形网络拓扑结构。分析了最短路径扩散机制,利用最短路径扩散机制对网络中全部节点构建最短路径信息。介绍了网络交通流和交通引力场模型,考虑节点对交通流的引力作用,将传输路径看作影响引力的指标,通过交通引力场实现网络路由选择。实验结果表明,所提方法在保证网络实时可靠性的同时,可减少能耗,降低数据丢包率,提高网络吞吐量。