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.     

无线传感网络中能耗均衡的混合通信算法研究

基于经典的低能耗自适应分簇算法(LEACH),提出了一种能耗均衡的混合通信算法(EEHCA).由基站根据节点剩余能量和簇头之间的距离选举簇头,节点用单跳模式和多跳模式交替与簇头进行通信且概率分别是p和1-p,从而使簇头的分布更均匀,节点的负载更均衡.仿真结果表明该算法有效地平衡了节点的能量消耗,在延长生命周期方面明显好于LEACH.     

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。     

基于多跳中继转发的簇头拓扑维护算法研究

文章借鉴簇头节点与汇聚节点之间多跳中继转发数据的构想,重点针对拓扑维护的簇头重新选举,提出了一种以能量和节点距离综合考虑的数据中继转发的簇头维护算法。仿真证明该算法有效节约了节点工作耗能,达到了节点能量均衡的效果,使数据通信消耗的能量最低,从而减少了节点能耗,优化了网络拓扑结构,延长了网络生命期。     

一种负载均衡且能量高效的水下传感网络分簇协议

针对水下无线传感网络能量效率低、生命周期短的问题,提出了一种负载均衡且能量高效的水下分簇（load balanced and energy efficient underwater clustering,LBEEUC）协议。该算法在分簇过程中首先根据节点的经验负载来确定节点所在区域簇头的比例,使经验负载大的区域分布较多的簇头,分担数据转发的任务,均衡网络的能耗;其次在节点入簇时,在簇内设置中继节点,用于均衡远离簇头节点的传输能耗,并提前进行数据融合,减少数据冗余;最后在建立簇间路由时,利用Q 学习算法根据路径消耗的总能量最小的原则选择最优传输路径。仿真结果表明,本算法有效地均衡了网络的能耗,提高了能量利用效率,进而提高了网络的生存时间。     

认知无线电网络自适应能量驱动双门限簇头轮换算法研究

 为了延长基于分簇结构的认知无线电网络的网络寿命,需要采用簇头轮换的方法来平衡认知无线电网络的能耗.通过分析网络中簇头节点与普通节点之间的能耗差异,建立能量消耗模型,并提出了一种基于簇头节点实时负载来估计其启动簇头轮换的双门限自适应簇头轮换算法(Double Thresholds Adaptive Cluster Rotation Algorithm,DTACRA).仿真结果表明,与现有算法LEACH和EDAC算法等比较,DTACRA算法可以有效提高节点能量利用效率,延长了网络生存时间.     

基于能量和密度的WSNs动态分区成簇路由算法

针对传统的层次型网络存在的分簇不合理和能耗不均衡等问题,提出了一种基于能量和密度的动态非均匀分区成簇路由算法。该算法先根据节点与基站之间的距离将网络合理地进行动态的区域划分,在区域内成簇,使靠近基站的簇规模小于距离基站较远的簇,减少靠近基站的簇首负担和能量消耗;通过综合考虑节点剩余能量和节点密度等因素来优化簇的非均匀划分和簇首的选择,簇首间采取基于数据聚合的多跳传输机制。仿真结果表明,与经典路由算法LEACH相比,该算法能有效均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

基于天牛须搜索的无线传感网分簇路由协议

针对无线传感器网络中的能耗不均衡问题,提出一种基于天牛须搜索算法的负载均衡分簇路由协议算法(LEACH-BAS)。该算法引入候选簇首选举机制,使用天牛须搜索算法对簇首分布进行搜索优化,形成合理分簇。此外,在簇间路由通信时,考虑剩余能量因子和传输能耗因子来选择中继节点。仿真结果表明,LEACH-BAS算法的网络生命周期相比LEACH、EAMMH、LEACH-GA和LEACH-PSO算法分别延长了39%、22%、15%和8%。LEACH-BAS算法应用在WSN监测场景,能有效解决WSN中能量不足的问题,优化簇首节点分布,降低节点能耗,有效地延长网络生命周期。     

有效降低无线网络节点能量的LEACH新算法

LEACH是一种低功耗自适应按簇分层路由算法.为了降低节点能耗,在LEACH协议的基础上提出了在选举簇头时,改变阈值T(n)的大小以降低节点成为簇头的概率,从而节省网络因分簇而消耗的能量.同时又提出了一种基于节点剩余能量的二层簇头的算法,该算法能使节点减少将冗余信息传输到基站,从而达到降低节点消耗能量的目的.通过实验仿真,表明这些方法能使网络节点能量的消耗减少,达到了延长网络生命周期的目的.     

基于PSO优化模糊C均值的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络节点能量有限、负载不均衡的问题,提出了一种基于粒子群优化模糊C均值的分簇路由算法POFCA。POFCA分别从成簇阶段和数据传输阶段进行了优化。成簇阶段,首先使用粒子群优化算法优化模糊C均值算法,克服了模糊C均值对初始聚类中心的敏感,并根据节点剩余能量和相对距离动态更新簇首,平衡簇内负载。数据传输阶段,基于距离因子、能量因子和节点负载设计了路径评价函数,并使用猫群优化算法为簇首搜寻最优路由路径,在平衡簇首负载的同时又不会加剧中继节点负载。仿真结果表明,与LEACH和LEACH-improved算法相比,POFCA能有效地平衡网络负载,降低网络能耗,延长网络生命周期。     

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。     

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.     

Energy-balanced unequal clustering protocol for wireless sensor networks

Clustering provides an effective way to prolong the lifetime of wireless sensor networks.One of the major issues of a clustering protocol is selecting an optimal group of sensor nodes as the cluster heads to divide the network.Another is the mode of inter-cluster communication.In this paper,an energy-balanced unequal clustering(EBUC)protocol is proposed and evaluated.By using the particle swarm optimization(PSO)algorithm,EBUC partitions all nodes into clusters of unequal size,in which the clusters closer to the base station have smaller size.The cluster heads of these clusters can preserve some more energy for the inter-cluster relay traffic and the 'hot-spots' problem can be avoided.For inter-cluster communication,EBUC adopts an energy-aware multihop routing to reduce the energy consumption of the cluster heads.Simulation results demonstrate that the protocol can efficiently decrease the dead speed of the nodes and prolong the network lifetime.     

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.     

Multi-factor and Distributed Clustering Routing Protocol in Wireless Sensor Networks

One of important issues in wireless sensor networks is how to effectively use the limited node energy to prolong the lifetime of the networks. Clustering is a promising approach in wireless sensor networks, which can increase the network lifetime and scalability. However, in existing clustering algorithms, too heavy burden of cluster heads may lead to rapid death of the sensor nodes. The location of function nodes and the number of the neighbor nodes are also not carefully considered during clustering. In this paper, a multi-factor and distributed clustering routing protocol MFDCRP based on communication nodes is proposed by combining cluster-based routing protocol and multi-hop transmission. Communication nodes are introduced to relay the multi-hop transmission and elect cluster heads in order to ease the overload of cluster heads. The protocol optimizes the election of cluster nodes by combining various factors such as the residual energy of nodes, the distance between cluster heads and the base station, and the number of the neighbor nodes. The local optimal path construction algorithm for multi-hop transmission is also improved. Simulation results show that MFDCRP can effectively save the energy of sensor nodes, balance the network energy distribution, and greatly prolong the network lifetime, compared with the existing protocols.     

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。     

分簇型无线传感器网络时间同步机制的研究

提出了一种基于分簇型网络结构的时间同步算法。算法的主要思想是通过在簇建立阶段利用LEACH优化算法优化网络拓扑结构,降低网络的跳数,从而降低了时间同步精度由于跳数增加而导致的误差积累,为时间同步算法提供一个良好的网络结构。在LEACH优化算法中,簇首选取机制融入簇首节点的剩余能量和密度因子,并且提出了助理簇首节点用以均衡簇首节点的能量消耗。同时在时间同步阶段,采用双向时间同步机制和单向广播时间机制。实验仿真证明,提出的时间同步算法降低了网路的跳数,提高了时间同步精度,降低了节点的能量消耗,提高了网路的运行时间,具有一定的实用价值。