基于能耗均衡的均匀分簇算法的研究

分簇路由协议的提出有效地延长了网络的生存时间,提升了网络性能。本文基于对现有路由算法的研究,提出基于竞争机制的簇头选举算法。该算法综合考虑了节点的能量因子,消除簇头选举位置不均和节点能量消耗失衡的情况。仿真结果表明,该算法改进了LEACH算法中随机选取簇头所导致能量损耗和位置分布不均衡的不足,有效地延长了网络的生存时间。     

一种基于无线传感器网络分簇路由的改进算法

为了提高无线传感器网络能量的有效性,延长网络生命周期,在分析了无线传感器网络路由协议中的LEACH算法和SEP算法机理的基础上,提出了改进型SEP算法．改进型SEP算法能够在能量异构的网络模式下,通过改进选举簇头机制,提高了剩余能量较高的节点当选为簇头的概率,增加了选举簇头节点的合理性,有效地均衡了网络中的节点能耗,延长了网络的生命周期．实验结果表明：改进后的算法与LEACH算法和传统的SEP算法相比,在平衡节点能量和延长网络寿命方面具有更加优越的性能．     

基于LEACH的WSN路由协议的研究与改进

为解决LEACH路由协议簇头选择算法的不足,针对在无线传感器网络选举簇头没有考虑节点的信赖值和簇内节点能量分布不均衡等问题,设计一种基于LEACH协议改进的新算法.通过计算节点的信赖值,作为选择新簇头节点的标准,最后对仿真试验进行性能分析比较,该算法能够满足生产需要,提高节点能量的效率,延长整个网络的生命周期,使网络均衡分配能量并且具有深远的意义.     

基于蚁群算法的WSN路由协议研究

针对层次路由LEACH协议存在簇头分布不均,并且每次簇头轮换均在整个网络内进行,会造成耗能过多以及蚁群算法应用于LEACH协议建立簇间多跳路由仍存在能耗不均衡的问题,采用将网络节点进行区域划分,并将节点剩余能量作为参考因素,在区域内进行簇头节点的轮换选取的方法改进,并通过将节点能量引入到转移概率和信息素更新公式中,对蚁群路由算法进行改进,利用其建立从簇头节点到汇聚节点的多跳路由的最优路径.实验验证表明:与LEACH协议相比,改进协议整体上减少并均衡了能量的消耗,延长了无线传感器网络的生命周期.     

改进的基于分簇无线传感器网络的数据聚合算法

为了有效地延长分簇无线传感器网络的寿命,提出了一种改进的解决不均衡能量消耗问题的新算法EESA(Energy-efficient separating algorithm)。在考虑簇间能耗平衡的基础上,根据网络拓扑和能量消耗来计算簇半径,对基本的簇划分方式进行了改进,并通过将单个簇头的任务分配给两个节点完成以实现簇内的能耗平衡的方法从任务分离角度对簇头选举策略进行了改进。仿真结果表明:EESA可以有效避免能量洞问题,并减少整个传感器网络的能量消耗,从而延长了网络寿命。     

多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法

针对现有异构无线传感器网络分布式分簇结构路由算法的竞选簇头机制并未充分考虑节点位置和剩余能量的影响,提出一种多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法.该算法依据节点位置与剩余能量来改进竞选簇头的阈值函数,使得距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率增大,避免距离基站远的簇头过多而导致簇头死亡过早,从而优化全网能量消耗.理论分析和仿真实验表明新的分簇算法与现有的一些分簇算法相比明显提高了网络生存周期,增加了网络吞吐量.     

基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法研究

针对无线传感器网络(WSNs)的簇间路由进行详细研究,指出目前簇间路由中存在的能量耗散不均衡问题.通过实际例子指出簇间能耗不均的原因,即各个簇头节点的自私性导致数据流量分布不均,进而引发能耗的分布不均.在此基础之上,提出规范各个簇头节点行为的非合作簇间路由博弈模型,得出并证明该博弈的Nash均衡点(NEP).然后基于此博弈模型提出本文的路由算法——基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法EIRNG.最后,进行详尽的仿真实验,分别针对网络的能量效率以及网络性能进行横向及纵向对比,实验结果表明,通过引入平衡因子θ_i,各层簇头可选择最优数据转发量,从而网络中的簇头之间的能量消耗趋于均衡.与经典分簇算法PEGASIS以及作者前期工作EEREG相比,采用EIRNG时网络生命期可延长分别为74.1%及8.6%.因此,基于非合作博弈的簇间路由能量优化算法EIRNG可有效地提高能量效率以及提高网络的性能.     

基于加权优化树的WSN分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)是由大量具有感知和传输数据能力的传感器节点组成的自组织网络,被用来部署监测物理环境.针对无线传感器节点存储空间小、能量有限、路由不稳定、能耗不均衡等问题,提出一种改进的基于加权优化树的路由算法,将树型结构应用于分簇路由算法中.根据节点的剩余能量、可用内存、相邻节点的距离、信道质量设定数据传输代价,并以此为基础对树型拓扑结构进行加权优化,分布式地在簇内创建树型网络拓扑结构.改进的算法降低了网络中数据传输的总代价.仿真实验结果表明:与传统的树结构和分簇路由算法相比较,结合了树型拓扑结构的分簇路由算法,在延长网络生存时间和平衡网络能耗方面更具有优势.     

基于E-CARGO的WSN成簇机制研究

在无线传感器网络中,节点的电量十分有限,降低节点的能耗、延长网络寿命是路由协议设计的重点.针对经典分簇路由协议LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)中簇头选取不合理以及节点能耗不均衡的问题,将传感器节点的剩余能量、分布位置等定义为约束,采用带约束的角色协同模型E-CARGO为分簇型无线传感器网络系统建模,在机制上实现对LEACH协议的改进.在传感器节点角色指派过程中,综合考虑节点的约束并结合LEACH算法为传感器节点进行角色指派.理论分析和仿真实验结果表明,改进后协议在可扩展性、灵活性、均衡节点能耗以及网络生命周期方面优于LEACH协议.     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

移动无线传感器网络的能耗均衡路由算法研究

研究了节点移动的无线传感器网络的路由问题,提出了一种能耗更为均衡的改进路由算法.在经典分簇路由算法的基础上进行了改进：一是簇结构的范围限制在自由空间模型的传输临界距离d0半径范围之内,较小范围的簇结构在移动环境能相对保持稳定,还能节省数据传输的能耗;二是簇头采用了复合权值的方式进行选择,权值不仅考虑节点能量,还考虑节点的移动速度和聚集性.仿真实验证明改进后的算法有效提高了无线传感器网络的能耗均衡性,延长了网络的生存时间,节点的数据发送成功率相对于经典分簇路由算法也得到了较大提高.     

改进LEACH分簇路由算法

针对节点不均匀能耗,在簇头选举过程考虑了节点的剩余能量和节点密度。轮换簇头来均衡簇头的能量消耗,解决了簇头能量消耗过快的问题。MATLAB仿真实验结果表明,算法较好地延长了网络的生命周期。     

无线传感器网络中LEACH协议的改进

针对低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH) 簇头选举的盲目性问题、簇内节点能量消耗不均衡问题以及一跳的通信方式造成的能量大量耗费问题,提出了基于"生命游戏"的LEACH协议改进算法. 通过对节点剩余能量的估算实现对簇头选举机制的优化,并提出"生命游戏"睡眠调度模型和利用邻居节点作为转发节点的多跳通信方式. NS2仿真结果表明,改进的协议有效延长了无线传感器网络的存活时间,提高了数据的发送量.     

WSN中基于虚拟网格的LEACH改进算法

针对传统分簇算法(LEACH)在选取簇头时,网络能耗消耗过快的问题,提出一种改进的分簇算法(U-LEACH)。该算法在簇头选取阶段,新增节点与传感器网络重心的距离和节点的剩余能量两个影响因子,优化LEACH算法中簇头节点的选取函数,保证簇头选取的合理性。仿真结果表明,改进的U-LEACH算法相比于原算法减少了网络的能量消耗,延长了网络生命周期。     

无线传感器网络簇半径自适应调整策略

首先,基于节点的剩余能量对节点簇半径进行周期性调整,将网络划分为大小非均匀的若干簇。其次,设计了簇头选举策略,使得网络中簇头分布更加合理,提升簇头节点能量利用率,均衡节点的能耗。实验结果表明:与UCR算法和CUCRA算法相比,本文提出的算法将网络生命周期分别延长了55.2%和38.2%,同时具有较低的传输延时。     

基于改进萤火虫优化神经网络的WSNs分簇路由协议

针对无线传感器网络中能耗不均衡问题,提出了一种基于改进萤火虫算法优化反向传播神经网络的非均匀分簇路由协议.通过在萤火虫算法中引进权重因子并增加4个评价指标,来平衡簇内负载和减少簇间的通信距离.结合BP神经网络,优化路径选择和簇首选举方式,达到最佳成簇效果.仿真结果表明,改进萤火虫算法优化BP神经网络的非均匀分簇路由协议能有效延长网络生命周期,节省能量,并均衡能耗.     

基于模糊K均值和自适应混合蛙跳算法的分簇路由设计

为了解决传统分簇路由协议中存在的能耗开销不均衡和簇头选举不合理的问题,提出了一种基于模糊K均值和自适应混合蛙跳算法的WSN负载均衡分簇路由协议。首先,Sink节点收集各子区域的节点位置信息,并行运行模糊K均值算法将网络区域分为若干大小规模不同的簇,并将数据中心拟合到初始簇头节点。然后,以最大化节点剩余能量和最小化节点与簇头以及簇头与Sink节点的距离为目标定义了适应度函数,采用改进的自适应混合蛙跳算法对簇头进行寻优,并将最优解作为最终的簇头。最后,设计了最小跳数路由算法获得各簇头到Sink节点的最小跳数路由。采用NS2仿真工具对该方法进行仿真,实验表明:该方法具有较长的网络生命周期,较其它方法延长生命周期30%以上,具有较大的优越性。     

一种能量有效的无线传感器网络分簇路由算法

为减少无线传感器网络能耗、延长网络的生存周期,基于经典的低功耗自适应分簇算法（LEACH）,提出了一种新的能量有效的分簇算法．算法的主要思想是综合网络能量分布和簇首间位置分布来优化簇首选择,从而在使簇分布更均匀的同时,进一步保证了网络内节点负载均衡．仿真和分析表明,该算法是一种有效的分簇路由算法．     

无线传感器网络LEACH协议的研究改进

无线传感器网络(WSN)数据传输离不开路由协议,路由协议是其组网的基础。由于WSN是一种资源受限网络,尤其是能量的受阻,因此路由协议必须维持较小的路由信息并尽可能的减少能耗。对于LEACH算法没有考虑节点的剩余能量、簇头位置分布、簇头与汇聚节点间直接传输数据等缺点,提出了一种改进协议LEACH-LOMUC。改进协议主要思想是在候选簇头选举时考虑节点剩余能量、节点到基站距离,簇在形成时考虑了簇头规模、能量以及簇头与基站的间距。同时在簇头之间通信距离过大时引入中继节点协助数据传输。MATALB仿真结果表明,LEACH-LOMUC协议有效节约能量,延长网络生存周期。     

基于节点信任的LEACH协议簇头选举改进算法

针对LEACH协议在选举簇头时没有考虑到节点的信任值和节点的剩余能量,提出了一种新的簇头选举改进算法,即在数据传输阶段同时计算节点的信任值,为下一轮选举簇头节点作参考,从而在相对延长了网络寿命的同时确保了数据的可靠性,加强了网络的安全。由于在计算节点的信任值过程中已包含节点,故不需要额外考虑节点的剩余能量。仿真结果表明,改进后的算法不仅在网络寿命上要优于LEACH算法,同时在安全性能分析上也优于LEACH协议。