基于分簇的MACA协议改进算法

针对大规模水声传感器网络,本文提出一种新的MACA协议改进算法,将TDMA协议与MACA协议进行融合,对整个大规模传感器网络的节点进行分簇,簇内通信和簇首通信采用不同的协议:一种更加适合簇内小规模网络的TDMA协议;一种更加适合长距离多数据的MACA协议.改进MACA协议预约方式和数据传输方式,使其更加适应复杂的信道.同时使它们工作在不同的频段上,防止干扰以及不需要对整个网络节点进行时间同步.     

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。     

混合多址接入的无线传感器网络设计及实现

针对实际应用中无线传感器网络多区域分布、任务多元化的特点,为解决簇间通信的相互干扰,提出一种改进的FD-MA/TDMA混合机制的无线传感器网络.簇间采用FDMA避免干扰,簇内节点采用TDMA实现睡眠调度.此外,在TDMA机制中分配监测时隙,如有突发情况,簇内节点可通过CSMA竞争与簇头节点实现通信,以此增加上报的公平性.对系统进行了工程实现验证,测试证明达到预期效果.     

基于剩余能量与最小邻近簇半径的成簇算法

针对LEACH算法在选举簇首时没有考虑节点的剩余能量,并且簇首的分布不均匀,簇内节点与簇首采取单跳通信,从而影响网络生命期的问题,提出了利用剩余能量和最小邻近簇半径调整节点成为簇首的概率,并在簇内对部分节点采取多跳通信的成簇算法.仿真结果表明,该算法有效延长了网络生命期,均衡了簇首的分布,并且改善了簇内的结构.     

一种基于聚合度的动态分层路由协议

提出节点聚合度的概念并将其引入簇首的生成过程.着重对协议的设计思想和工作过程,包括簇首的选举与簇建立、簇重组与自愈机制、簇首间多跳通信方式进行了分析与讨论.仿真结果显示该协议降低了簇内节点的重叠度,均衡了网络节点的能量消耗,延长了网络的生存时间.     

无线传感器网络功率路由算法研究

无线传感器网络的应用越来越广泛,主要是军事、工业、医疗等方面。然而无线传感器网络具有节点能量、存储和计算能力非常有限等特点,文中在传统的LEACH（低功耗自适应集簇分层型）协议的基础上进行了改进,并提出了一种新的无线传感器网络路由算法LEACH-N。新算法沿用了LEACH协议簇的结构,在簇头选择方法上基于传统DCHS算法的簇头选择算法,簇内成员与簇头之间直接通信,簇头与基站之间轮流进行单跳和多跳通信;多跳通信则是采用一种改进的MTE（最小传输能量）路由算法。通过NS2仿真软件对LEACH-N协议与LEACH协议分别进行了性能测试。实验结果表明,相比LEACH协议,LEACH—N协议系统能耗低、网络生命周期长,且具有更好的规模可扩展性。     

一种混合多址接入的无线传感器网络设计及实现

针对实际应用中无线传感器网络多区域分布、任务多元化的特点,为解决簇间通信的相互干扰,提出一种改进的FDMA/TDMA混合机制的无线传感器网络。簇间采用FDMA避免干扰,簇内节点采用TDMA实现睡眠调度。此外,在TDMA机制中分配监测时隙,如有突发情况,簇内节点可通过CSMA竞争与簇头节点实现通信,以此增加上报的公平性。对网络系统进行了工程实现验证,测试证明达到预期效果。     

一种基于簇首成链的分层分簇路由协议

基于LEACH和PEGASIS算法,设计了一种基于簇首成链的分层分簇路由协议CHCRP(A Chain-cluster Based Hierarchical Clustering Routing Protocol).CHCRP算法把网络分成多个层次,对LEACH协议的簇首选取机制进行改进,采用一跳竞争机制使得簇首分布均匀.为了减少链式路由的时间延迟,簇首间通过分层形成"主链"和"从链"多跳通信.仿真结果表明该算法能够均衡簇首间通信能耗,延长无线传感器网络生存周期并且降低了数据传输的滞后性.     

一种基于休眠调度策略的无线传感网络分簇协议

文中设计了一种基于休眠调度策略的无线传感网络分簇协议.该协议计算出簇首最佳比例和网络瞬时剩余能量,采用固定簇首数目与剩余能量估计的方法对网络进行分簇,在成簇后的数据传送阶段采用蚁群算法计算出节点的唤醒概率,最后通过仿真实验与LEACH、SEP协议进行了比较.实验结果表明:该协议在对目标保持较好探测效果的前提下能更均匀的消耗网络的能量,从而延长网络的生命周期.     

基于繁忙因子的VVSN自适应双簇头分簇算法研究

在WSN中,节点之间不平衡通信消耗大量能量,因此网络生存时间较短。为改善网络整体生存时间,提出一种基于网络繁忙因子的簇头自适应切换算法。首先,算法一次性选举双簇头,再根据网络实际情况自适应切换簇头。然后,在簇头选举完成后,节点通过当前簇头与基站通信,若当前簇头的能量低于门限值,则网络中的当前簇头将被切换到次级簇头,此时节点通过次级簇头与基站通信,从而降低节点能耗,减少节点的死亡率。双簇头切换机制缩短了整体通信距离,缓解簇头节点过早死亡,使网络生存时间增长。仿真结果表明,该算法通过缩短整体通信距离可显著降低整体网络的能量消耗,增加网络的生存时间。     

基于改进LEACH的多簇头分簇路由算法

为了降低无线传感器网络(WSN)的能耗,延长网络的生存周期,提出一种多簇头双工作模式的分簇路由算法.算法对低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议作了以下改进:采用多簇头双工作模式来分担单簇头的负荷,以解决单簇头因能耗较大而过早消亡的问题;选举簇头时充分考虑节点位置和节点剩余能量,并应用粒子群优化(PSO)算法优化簇头的选举,以均衡网络内各节点的能耗;建立簇与簇之间的数据传输路由,以减少簇间通信的能耗.仿真结果表明,算法有效降低了网络的能耗,延长了网络的生存周期.     

基于无线紫外光隐秘通信的侦察无人机蜂群分簇算法

针对复杂战场环境下无人机(UAV)蜂群的渗透侦察任务,考虑无人机间信息传输时能量消耗的不均匀性,影响侦察任务的高效实施,该文提出一种基于无线紫外光隐秘通信的侦察UAV蜂群分簇算法。该算法结合无线紫外光散射通信的优点,通过分簇拓扑管理机制对UAV蜂群进行能耗平衡。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能够有效均衡网络能量消耗,提高网络的传输效率,并且选取合适的数据包长度及节点密度可延长UAV蜂群的生存周期。     

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.     

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。     

一种基于演化博弈的分簇协作路由算法

现有的分簇协作路由没有依据协作通信的特点选择簇头,也没能根据簇头节点的服务能力均衡簇成员负载,因而不能充分发挥协作通信能量高效的优势.本文提出了一种基于演化博弈的分簇协作路由算法CCREG.算法首先定义虚节点剩余能量作为簇头确立的指标,然后通过动态演化博弈为簇联盟问题建立模型.簇成员节点选择不同簇头结成联盟,可获得不同的收益.收益由簇头的能力、簇成员节点个数等因素决定.簇成员节点都可以根据自身得到的信息有限理性的选择簇结成联盟,直到网络中所有节点改变簇联盟都不能获得更高的收益.实验结果表明,与协作多输入多输出路由算法CMIMO相比,CCREG算法的网络生存周期在两个簇头情况下延长14%到70%,三个簇头情况下延长5%到80%.     

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。     

WSN中一种基于数据融合的能量高效分簇路由协议

基于无线传感器网络中监测数据具有较高时空相关性的应用场景。提出了一种基于数据融合的局部能量高效汇聚分簇协议LEEAC，该协议通过反映局部空间相关性的数据相异度对节点剩余能量进行约束，并使用约束后的预测能量作为竞选簇头的主要依据，被选举的簇头在传感器网络中具有良好的分布性。同时通过引入数据鉴定码，减少了簇内数据传输阶段的通信量以及簇头数据融合的工作量，从而大大节约了能量消耗。实验结果表明，LEEAC协议能够有效均衡网络能量消耗。延长网络生存时间。     

DUCR: Distributed unequal cluster‐based routing algorithm for heterogeneous wireless sensor networks

Designing energy efficient communication protocols for wireless sensor networks (WSNs) to conserve the sensors' energy is one of the prime concerns. Clustering in WSNs significantly reduces the energy consumption in which the nodes are organized in clusters, each having a cluster head (CH). The CHs collect data from their cluster members and transmit it to the base station via a single or multihop communication. The main issue in such mechanism is how to associate the nodes to CHs and how to route the data of CHs so that the overall load on CHs are balanced. Since the sensor nodes operate autonomously, the methods designed for WSNs should be of distributed nature, i.e., each node should run it using its local information only. Considering these issues, we propose a distributed multiobjective‐based clustering method to assign a sensor node to appropriate CH so that the load is balanced. We also propose an energy‐efficient routing algorithm to balance the relay load among the CHs. In case any CH dies, we propose a recovery strategy for its cluster members. All our proposed methods are completely distributed in nature. Simulation results demonstrate the efficiency of the proposed algorithm in terms of energy consumption and hence prolonging the network lifetime. We compare the performance of the proposed algorithm with some existing algorithms in terms of number of alive nodes, network lifetime, energy efficiency, and energy population.     

A Centralized Balance Clustering Routing Protocol for Wireless Sensor Network

Routing protocol plays a role of great importance in the performance of wireless sensor networks (WSNs). A centralized balance clustering routing protocol based on location is proposed for WSN with random distribution in this paper. In order to keep clustering balanced through the whole lifetime of the network and adapt to the non-uniform distribution of sensor nodes, we design a systemic algorithm for clustering. First, the algorithm determines the cluster number according to condition of the network, and adjusts the hexagonal clustering results to balance the number of nodes of each cluster. Second, it selects cluster heads in each cluster base on the energy and distribution of nodes, and optimizes the clustering results to minimize energy consumption. Finally, it allocates suitable time slots for transmission to avoid collision. Simulation results demonstrate that the proposed protocol can balance the energy consumption and improve the network throughput and lifetime significantly.     

无人机编队中无线紫外光隐秘通信的能耗均衡算法

针对强电磁干扰环境下无人机之间的隐秘通信,该文提出了无人机编队中无线紫外光隐秘通信的能耗均衡算法。该算法能够结合紫外光非直视、低窃听等优点,克服传统无线电易被监听的缺点,在均衡能耗的同时为长机收集僚机信息提供可靠保证。通过引入考虑距离和剩余能量的优先级函数,提出基于分簇机制的改进算法BEAD-LEACH,并采用改进算法对无人机随机部署和呈圆形编队部署时进行仿真。仿真结果表明,在两种部署方式下,网络中50%节点出现死亡经历的时间分别延长了12%, 16%,改进算法能够有效地均衡网络的通信能耗,延长无人机网络的生存时间。