无线传感器网络中一种负载均衡的跳跃式路由协议

如何实现能量的高效利用,延长网络的生命周期一直是无线传感器网络研究的热点.在传统的路由协议中,靠近基站的节点由于要转发其它节点的数据容易过早耗尽能量而失效.本文基于传感器节点传输功率可调这一假设,提出了一种负载均衡的跳跃式路由协议(LBR).协议中每个节点维护K跳的路由表.在需要发送数据时,剩余能量较少的节点将数据发送给下一跳节点,而剩余能量较多的节点可以跨越多跳进行数据传输.从而均衡了节点的能量消耗.模拟结果表明,采用该协议建立的路由,不仅具有延时小,数据传送的路径长度短,维护简单等优点,并且能够改善网络的负载均衡,极大地延长网络的生命周期.     

多节点协同传输无线传感器网络数据收集协议

为了使无线传感器网络在执行数据收集任务时付出更小的能量代价,并延长网络的生命周期,提出一种多节点协同传输的无线传感器网络数据收集协议(MCTP).协议通过考虑节点在覆盖问题上的能量优化问题,采取节点交替协作的模式来使覆盖重叠面积较大的节点之间进行睡眠模式切换,节省能量消耗.在数据转发过程中,采用簇头间协同传输的方法来最小化路由损耗并均衡簇头能量负载.仿真结果表明,MCTP算法在降低簇头节点的平均能量损耗,延长簇头节点平均生命周期上具有较好效果.     

基于蚁群算法的定向扩散算法研究

无线传感器网络中定向扩散算法周期性地进行探测分组扩散时采用的是洪泛方式,这样会给网络带来巨大负载,严重影响网络的传输性能。提出一种改进的蚁群算法并将其应用于定向扩散协议中,算法中将定向扩散中的梯度建立在蚁群的信息素与网络节点剩余能量基础上,在寻找优化路径的同时,使网络节点能量得到均衡消耗。通过仿真实验验证了新方法的可行性,仿真结果表明新方法有效地控制了网络节点能量的均衡消耗,延长了整个网络的生存周期。     

基于LEACH和PEGASIS的节能可靠路由协议研究

由于无线传感器网络节点的能量是有限的,因此设计能量有效的路由协议是非常重要的。LEACH和PEGASIS是无线传感器网络中典型的层次路由协议。文中在两者的基础上提出了一种改进的节能可靠路由协议,在簇形成过程中低能量簇首节点可以通过寻找替代簇首,均衡负载,避免过早死亡;在簇首之间形成一条链路主干路由,进行数据融合以及多跳传输,并针对链路易断的缺点提出一种可靠传输机制。理论分析及仿真结果表明。新提出的路由协议比LEACH更能均衡并减少能量消耗,延长了网络的生命周期。     

一种可控簇规模的能耗均衡路由协议的设计

无线传感器网络路由研究的主要难点在于节点负载不均衡,容易导致某些节点能量提前耗尽,从而使得传感器网络过早死亡.针对这一难点,本文提出了一种可控簇规模的能量均衡路由协议(CCERP).该协议综合考虑节点的剩余能量、节点与邻居节点的链路质量、节点的度选择簇首节点,然后根据节点距离Sink节点的最短跳数控制簇首竞争半径,从而控制簇规模,接着利用虚拟力模型进行普通节点成簇,最后簇首通过多跳路由将采集的数据发送至Sink节点.该协议在簇首选举、簇规模控制和簇首间路由都充分考虑了负载均衡,实验结果验证了该协议具有较好的能耗均衡性.     

无线传感器网络中基于能量效率的多路径路由算法

针对无线传感器网络节点能量受限的特点,本文提出了一种能量有效、负载均衡的多路径路由算法(EMR)。该算法在按需路由协议AODV基础上,不单纯以最小跳数或者最小时延作为路由选择依据,充分考虑到了路由的能量消耗最小化,避开剩余能量过低的节点,数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输,降低了网络的能量消耗,也避免关键节点的过量负载。分析与仿真结果表明,与AODV协议相比较,EMR具有更好的分组投递率、端到端时延,推迟了网络中出现死亡节点的时间,从而延长了网络生命周期。     

能量有效的无线传感器网络数据收集协议

针对无线传感器能量有限问题,提出能量有效及均衡的数据收集协议(EEBDGP)。利用移动Sink(MS)进行实时数据收集,采用主动重定位MS靠近数据流量大的邻居区域的方法,缩短大流量数据的传输路径,降低传感器节点能量消耗。在数据流量相对均匀而MS的数据转发节点能量低于阈值时,MS移向能量最大的邻居节点,使传感器节点能量消耗达到均衡。实验结果表明,EEBDGP能量有效且能量均衡,并能延长网络生命期。     

一种能耗均衡的WSNs动态数据汇聚方法

无线传感器网络一般采用分簇路由协议实现数据的汇聚,这类协议要求Sink节点的位置固定,并通过节点间多跳接力传输,将数据汇聚到Sink节点。由于网络中不同节点承担中继的负载不同,这会导致某些负载过重的节点能量提早耗尽,从而形成网络空洞。虽然某些路由协议在网络能耗均衡方面做了一定的措施,但仍无法较好的解决该问题。为此提出一种能耗均衡的动态数据汇聚方法,该方法的汇聚节点(Sink)为可移动节点,为平衡网络能耗,利用网络节点的能量为Sink节点确定若干个数据汇聚位置。并结合TSP算法规划Sink节点的最佳移动路径,通过对该算法进行大量的仿真,并与现有的一些方案进行比较,验证了该算法在各种性能指标上的有效性。     

基于多态蚁群算法的WSN能耗均衡路由协议

针对无线传感器网络（WSN）的能耗均衡问题,提出一种基于多态蚁群算法的路由协议,采用周期传输和数据融合的方式,将无线传感器节点的剩余能量信息融合到信息素的形成中。仿真实验表明,与Leach协议相比,采用该协议有82％的节点生命周期更长,在相同时间内网络可多传输48％的数据包。在实验室使用31个节点部署无线传感器网络,将路由协议应用于网络。实验结果验证了该协议的有效性。     

基于多态蚁群算法的WSN能耗均衡路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的能耗均衡问题,提出一种基于多态蚁群算法的路由协议,采用周期传输和数据融合的方式,将无线传感器节点的剩余能量信息融合到信息素的形成中。仿真实验表明,与Leach协议相比,采用该协议有82%的节点生命周期更长,在相同时间内网络可多传输48%的数据包。在实验室使用31个节点部署无线传感器网络,将路由协议应用于网络。实验结果验证了该协议的有效性。     

一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议

在无线传感器网络（WSNs）中能量负载不均衡问题,影响了网络的生命周期。提出一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议（DCHP）,DCHP协议将节点聚合度与剩余能量作为考虑因素引入阈值计算,从而使高剩余能量且聚合度高的节点优先选为第一簇头。在此基础上,根据簇内节点能量选出第二簇头,完成簇间多跳路由转发数据。仿真实验表明：DCHP协议能更好平衡网络能量负载问题,延长网络生命周期。     

WSN中基于FEC的自适应多径路由

在无线传感器网络中,节点失效和环境影响等因素会降低数据传输的可靠性。为此,提出一种基于前向纠错的自适应多径路由协议。根据当前的网络状况,利用RS纠删码自适应调整编码冗余,在选出的可用多路径上根据每条路径的剩余能量权重分配流量,Sink节点根据收到的数据片段进行数据包重构。仿真结果表明,该协议能达到较好的负载均衡,具有较高的成功传输率和吞吐率。     

基于中间轴的WSN双线路由机制

针对现有的基于虚拟坐标的路由协议不能本地感知、数据传输易受阻及能量消耗不均衡等缺点,设计了一种基于中间轴的双线路由机制,利用网络的中间轴为每个节点分配虚拟坐标,并在该虚拟坐标上实施双线路由机制。用户节点可以在不知道源节点位置的情况下找到自己感兴趣的数据,而且可以在复杂环境中确保数据的发送,有效解决其他路由协议中空洞边界或公共节点的通信热点问题。通过实验,对节点负载的规范化标准偏差及高负载节点数量进行计算,结果表明,设计的方法能获得较好的负载平衡,避免网络热点产生。     

一种无线传感器网络LEACH协议的改进方法

LEACH是一种经典的层次型路由协议,然而该算法簇头是自适应随机生成,未考虑当前节点剩余能量,因此簇头的选择会使网络中能量损耗不均衡,导致网络过早死亡.为了避免能量较少节点因为当选为簇头后过早死亡,提出了一种新的路由协议（LEACH-PHQ）.改进后的算法在簇头选择阶段综合考虑了各个节点的剩余能量,在数据传输阶段采用数据融合和多跳传输的策略.实验结果表明,改进后的方法有效地减少了网络能量消耗,保证了网络负载的平衡,又延长了网络的寿命.     

一种由接收端发起的无线传感器网络MAC协议

在无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)中,现有的基于接收节点发起的异步MAC层协议,在计算接收节点唤醒时刻时,多采用维持邻居节点的伪随机唤醒时间表的方法。在网络动态负载条件下,此方法不能动态地改变节点唤醒间隔,从而带来较高的数据传输冲突率及较大的数据传输延时。为了解决此问题,本文提出一种新协议HELD-MAC(High energy efficiency and　low delay MAC),保证节点之间具有不同的唤醒时间,同时能够准确预测接收端唤醒时刻,而且接收端可以根据网络负载情况动态改变唤醒间隔。同时为了减轻能量黑洞问题,协议根据节点的剩余能量,自适应地改变节点的最小唤醒间隔。通过仿真对HELD-MAC进行评估,与RI-MAC,PW-MAC等对比,在数据传输延时、能量消耗、网络吞吐量和传输碰撞方面具有较大优势。     

基于负载均衡的簇间路由协议

针对无线传感器网络簇头节点负载不均衡的问题,提出一种基于负载均衡的簇间路由协议.该协议通过记录邻居簇头节点到Sink节点的最小跳数信息建立到Sink节点的多条路径,根据簇节点的剩余能量和负载选择合适的路径进行路由,从而实现了簇头节点间的负载均衡.仿真实验结果表明,该路由协议能有效地均衡网络负载和簇头节点能量消耗,减少数据传输延迟,延长网络生存时间.     

基于差异能耗率的MANET节能路由协议

在移动自组织网络动态源路由(DSR)协议的基础上,设计一种基于差异能耗率的路由协议。在路由发现阶段,将节点能量门限值和差异能耗率引入到路由代价的计算中,按其拓扑结构和路径上各节点的能耗率选择合适的传输路径,使数据包在各个路径上均衡通过,从而延长整个网络的存活时间。仿真结果表明,与DSR和REECV协议相比,该协议在死亡节点数、网络生存时间、投递率方面的性能较好。     

无线多媒体传感器网络能量均衡的多跳图像传输机制

针对由普通节点和图像节点组成的异构无线多媒体传感器网络,提出了基于图像节点邻域协作压缩的多跳图像传输机制MHIT。该机制在发送图像前,首先根据传输距离和路由跳数判断是否需要压缩图像,若压缩图像后再传输消耗更多能量,则直接发送图像;否则,图像节点将图像压缩任务分发给邻域内的普通节点协作完成,均衡了网络能量消耗,极大地缓解了图像节点的能耗压力。实验结果表明,MHIT有效解决了无线多媒体传感器网络因图像压缩而引发的能量空洞问题,明显延长了网络生存期,特别适合于大规模无线多媒体传感器网络远距离图像传输。     

基于普通节点负载均衡的RPL路由协议

传统的RPL路由协议并未涉及到节点负载均衡的问题,容易造成网络局部负载过重导致部分节点死亡。阐述了RPL路由协议的拓扑构建、路由过程及一些现有的目标函数,定义了邻居距离和剩余能量级别两个参考指标,通过划分能量级别和改变通信半径两重负载均衡方法,提出了一种基于普通节点负载均衡的RPL路由协议——OLB-RPL。通过实验仿真验证结果证明改进后的协议可以实现网络中普通节点的负载均衡,并且在减少节点能量消耗的同时延长了整个网络的生存时间。