无线传感器网络能量均衡路由算法

设计了一种能量均衡的路由算法.路由的建立分两个阶段,在簇头建立阶段,让候选节点在覆盖范围内以剩余能量的多少和所处位置为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀,平衡网络覆盖;在通信阶段,根据簇头节点的剩余能量大小和其距离基站的远近,采用多跳的簇间通信方式建立路由,以此来降低簇头节点的通信负载.仿真结果表明该算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存时间.     

一种改进的多簇头路由协议

传统分簇路由协议轮叫调度算法(RRCH)只进行一次簇的建立过程,当需要更换簇头时,在每个簇内选举一个剩余能量最高的成员节点作为下一轮的簇头。但是每轮只为每个簇选择一个簇头,且可能分布在簇的边缘,这将导致簇头节点能量浪费。提出了一种多簇头路由算法(MCHB),其主要思想是在簇的形成阶段为每个簇中选择2个簇头,由这2个簇头承担能耗,防止了单一簇头节点过早死亡。算法仿真结果表明,与传统算法RRCH相比,改进后的多簇头路由协议延长了约30%的网络寿命,大大降低了能耗。     

无线传感器网络基于分簇路由的数据融合研究

无线传感器网络节点资源有限,所以需要采用有效的路由算法与数据融合机制来节省资源,延长网络寿命,提升数据采集效率。LEACH是经典分簇路由协议,针对其在簇头选择机制、数据融合以及簇头与基站通信的路由方面的不足,提出了几点改进方法,在簇头选择的算法中加入了能量控制条件,簇头与基站的路由改为更适合数据融合的多跳反向组播树,并基于信息熵提出了有效数据融合机制。仿真实验表明,改进之后的算法比原LEACH算法更有效地利用了节点资源,延长了网络生存时间。     

三维水声传感器网络能量高效路由算法

针对三维水声传感器网络,在研究水声信道能耗特性的基础上,设计了一种能量高效的路由算法Hybrid LEACH。它基于经典的LEACH算法,而在簇间传输中使用一种树状路由取代簇头与汇聚节点直接通信,减少了簇头节点的能耗,达到延长网络生存时间的目的。仿真结果显示,Hybrid LEACH算法在网络规模较大的情况下可以有效延长网络生存时间。     

基于混沌粒子群与蚁群算法的WSN路由协议

为了降低无线传感器网络（WSN）能量消耗,延长网络生存周期,提出了一种基于混沌粒子群（CPSO）和蚁群算法相结合的路由协议。该协议针对典型的分簇协议LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议的簇头选择进行了优化,考虑了节点剩余能量和簇内密集性等因素,采用新的混沌粒子群算法对簇头选择进行优化。然后,针对LEACH协议簇头到基站采用单跳通信,容易使簇头早亡的问题,采用蚁群算法优化簇头到基站的路由路径,减少通信消耗的能量。仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,新的协议能有效减少能量消耗,延长网络生命周期。     

基于CMRA路由协议改进算法

为了延长无线传感网络的生存时间,需要设计满足高效率、低功耗的路由算法。一种CMRA（intercluster head multi-hop routing algorithm）算法被提出来,这种算法通过节点通信能量消耗模型建立最小能量路径树,但CMRA对于簇头选择的能量分配不均衡,造成簇头结点负载过重。提出一种新的路由算法CMRA-EE（CMRA-energy efficient）,在簇头选举阶段引入节点能量参数,同时将簇头节点能量与距离作为代价参数,从而平衡了网络节点能耗。通过仿真对CMRA-EE算法进行性能分析与评价,结果显示,CMRA-EE算法在延长无线传感网有效生存时间方面比CMRA算法有了明显的改善。     

基于UAV动态特性限制的WSN分簇路由方法研究

本文针对目前的WSN分簇算法研究中没有考虑到UAV动态特性,导致UAV采集信息过程中飞行距离过长、采集难度大的问题,提出了基于UAV动态特性限制的WSN分簇路由方法(CR).CR算法首先考虑到UAV飞行中与簇头通信时间较短的情况,控制了成簇的大小,能够保证UAV访问过簇头节点后可以完全采集该簇信息;第二,簇头选择阶段在兼顾簇内节点能量消耗一致的同时,对簇头进行调整,使得簇头选择方案更利于UAV采集,减少UAV绕行距离;第三,考虑到了UAV可供飞行能量的局限性,在分簇的同时加入总飞行能量的限制,使得规划方案在可行的前提下执行.实验表明,CR算法能够有效地减少节点能量消耗差异,使得网络节点剩余能量趋于一致,延长了网络生存时间.     

一种能量有效的无线传感器网络路由算法

无线传感器网络中传感器节点能量有限,为了提高能量利用率,针对现有算法随机选择簇首、簇结构不合理等缺陷提出了一种新的能量有效的分簇路由算法EERA.EERA采用新的簇首选举、成簇,以及构建簇间路由算法,基于节点剩余能量与节点的相对位置选择簇首、成簇,使剩余能量较多的节点优先成为簇首并且各簇首能较均匀的分布在网络区域内;构建簇间路由时将最小跳数路由算法与改进的MTE算法结合起来,在簇间形成最小跳数、最小能耗路径.仿真结果表明,EERA算法可以均衡全网能量消耗,延长网络的生命周期.     

动态分层的水下传感器网络分簇路由算法

针对平面路由难以适应较大规模水下传感器网络的局限,该文提出一种能更好地适用于较大规模网络的分簇路由算法DLCR(Dynamic Layered Clustering Routing)。该算法将网络自上向下划分为多层,并选择层内与sink节点距离较近、剩余能量较高的节点作为簇头节点,从而降低簇头节点的通信能耗。为了避免同一节点连续被选举为簇头节点,提出一种动态分层机制,每一轮数据采集周期都将网络重新划分为多层。实验证明DLCR不仅具有良好的稳定性,还降低了网络的能耗,延长了网络的寿命。     

能量感知非均匀成簇路由优化算法

无线传感器网络(WSN)具有的能量有限,其能量利用效率的高低直接影响着网络的生命周期.为了提高无线传感器网络的能量利用效率,提出了一种能量感知非均匀成簇路由优化算法(Energy Awareness Unequal Clustering Routing Optimization Algorithm,EUCR).该算法通过节点在网络中所处的位置确定各节点的邻居节点,并以局部能量选举簇头,各簇头根据其邻居节点构建非均匀分簇网络.同时该算法在路由阶段考虑了簇头的剩余能量和转发代价.仿真结果表明,EUCR算法能有效提高网络的能量利用效率,并延长网络的生命周期.     

UCRP—一种能量有效的WSN非均匀分簇路由协议

提出了一种新的能量有效的非均匀分簇路由协议—UCRP.根据距离基站的远近将网络分为大小不同的簇;簇内数据传输根据簇范围的大小采用单跳或多跳;簇间数据传输构建多跳路由,簇首选择下一跳节点时将能量与最小跳数路由算法相结合;最后在能量有效的前提下对LEACH协议易受到HELLO flooding攻击提出了安全设想.仿真结果表明:该协议能够有效地均衡簇首和全网能耗,延长网络生存时间.     

一种基于K-means的WSN移动汇聚路由算法

无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为一种资源受限的网络,网络中节点的能耗直接影响了网络的性能。因此,均衡网络中的能耗,延长网络的生命周期,成为设计WSN路由算法的重要目标。于是,在LEACH-C协议的基础上提出了一种移动汇聚路由算法。分簇阶段由Sink节点计算最优簇首个数,通过K-means聚类将网络中的节点划分至不同的集群,选择通信成本最低的节点作为各集群的簇首。稳定传输阶段通过移动Sink进行数据采集,针对不同的延迟分别规划Sink节点的移动轨迹。MATLAB仿真结果表明,与LEACH和LEAHC-C算法相比簇首的分布更合理,结合Sink节点的移动策略能有效均衡网络能耗,延长网络的寿命。     

一种无线传感器网络分簇路由算法研究

在分析LEACH协议的基础上提出一种基于能量和距离的多跳路由算法（CAED）。由基站依据节点剩余能量和簇头与基站的距离分别选出二层簇头,簇内节点利用单跳和多跳模式与簇头进行通信。仿真实验表明,新算法有效地平衡了节点的能量消耗,并显著地延长了网络的生命周期。     

Joint Routing and Resource Allocation for Cluster Based Isolated Nodes in Cognitive Radio Wireless Sensor Networks

Clustering is an effective way to increase network lifetime but it leads to formation of isolated nodes in the wireless sensor network. These isolated sensor nodes forward data directly to sink and consume more energy which significantly reduces the network lifetime. In this article, we present how to maximize the network lifetime through joint routing and resource allocation with isolated nodes technique (JR-IN) between cluster head and isolated nodes in a cognitive based wireless sensor networks. In JR-IN technique the network area is divided into different layers and cluster size is formulated in each layer such that the size of the cluster remains unequal when it moves towards sink. Hence the cluster size is lager in the outermost layer compared to the cluster size in the inner most layer. To avoid inter cluster collision, we proposed different fixed channel to all the cluster heads in the network. For the intra cluster communication, the cluster member (sensor nodes) will lease the spectrum from the cluster head and forward data to their respective cluster head using TDMA technique. The periodical data gathering of cluster heads and forwarding the data to one hop cluster head may tend to lose energy faster and dies out quickly. We also propose in the JR-IN technique, the isolated nodes in the layer will take charge as a cluster head node and utilizes the resource allocated to the respective cluster head and forward the data to next hop cluster head. Simulation result shows that JR-IN outperforms the existing techniques, maximizes network lifetime and throughput and reduces the end to end delay.

     

基于双簇头非均匀分簇的LEACH协议的改进

在无线传感器网络中的LEACH协议是一种自适应聚类路由算法．由于LEACH协议存在着无法控制簇首在网络中的分布位置、簇首选择方式限制条件不够等缺点导致能量消耗太大．基于簇头能量限制和双簇头路由方式,对LEACH协议进行了改进,设计了一种降低能耗的双簇头非均匀分簇路由协议．双簇头非均匀分簇路由协议采用NS2进行网络仿真实验,通过仿真结果的分析以及与LEACH协议的对比,证明双簇头非均匀分簇路由协议有效提高了网络能耗的均衡性．     

Energy-Efficient Routing Algorithm Based on Unequal Clustering and Connected Graph in Wireless Sensor Networks

Clustering and multi-hop routing algorithms substantially prolong the lifetime of wireless sensor networks (WSNs). However, they also result in the energy hole and network partition problems. In order to balance the load between multiple cluster heads, save the energy consumption of the inter-cluster routing, in this paper, we propose an energy-efficient routing algorithm based on Unequal Clustering Theory and Connected Graph Theory for WSN. The new algorithm optimizes and innovates in two aspects: cluster head election and clusters routing. In cluster head election, we take into consideration the vote-based measure and the transmission power of sensor nodes when to sectionalize these nodes into different unequal clusters. Then we introduce the connected graph theory for inter-cluster data communication in clusters routing. Eventually, a connected graph is constituted by the based station and all cluster heads. Simulation results show that, this new algorithm balances the energy consumption among sensor nodes, relieves the influence of energy-hole problem, improve the link quality, achieves a substantial improvement on reliability and efficiency of data transmission, and significantly prolongs the network lifetime.     

无线传感网络中基于蚁群的路由算法

In the wireless sensor networks, high efficient data routing for the limited energy resource networks is an important issue. By introducing Ant-colony algorithm, this paper proposes the wireless sensor network routing algorithm based on LEACH. During the construction of sensor network clusters, to avoid the node premature death because of the energy consumption, only the nodes whose residual energy is higher than the average energy can be chosen as the cluster heads. The method of repeated division is used to divide the clusters in sensor networks so that the numbers of the nodes in each cluster are balanced. The basic thought of ant-colony algorithm is adopted to realize the data routing between the cluster heads and sink nodes, and the maintenance of routing. The analysis and simulation showed that the proposed routing protocol not only can reduce the energy consumption, balance the energy consumption between nodes, but also prolong the network lifetime.     

基于TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.