一种基于调度的分簇无线传感器网络簇首选择策略

针对无线传感器网络中簇首更换出现的各节点均参与竞争而引起能耗较大的现象,提出了一种基于调度的无线传感器网络簇首选择策略.该策略将各节点分为簇首节点、成员节点和调度节点三种类型,在簇运行阶段,调度节点对各簇中簇首节点和成员节点的能量进行实时监测;在簇首更换阶段,由调度节点根据监测的结果指定相应的簇首节点,从而减少了簇首更换阶段各节点均参与簇首竞争而引起的能量消耗.最后进行了仿真实验与对比,实验结果表明改进的簇首选择策略能够有效地改进网络性能,延长网络生命周期.     

WSN中基于LEACH的改进路由协议

针对LEACH协议中簇首分布不均匀和节点能量消耗不均衡的问题,为了提高节点能量利用率,延长网络运行周期,提高节点在网络运行过程中的存活率,提出了一种LEACH-NE改进算法。该算法综合考虑节点到基站的距离及节点的剩余能量等因素确定最佳簇首个数,然后通过考虑能量因素来优化簇首选择。仿真结果证明了改进后的路由协议在网络运行周期和网络能量消耗方面优于LEACH协议。     

簇首选择改进的LEACH无线传感器路由协议

针对LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议能耗大、网络生命周期短等不足,提出一种簇首选择改进的LEACH无线传感器路由协议(M-LEACH)。首先在综合考虑节点剩余能量、网络平均剩余能量、上一轮节点消耗的能量基础上,引入加权因子选择簇首。然后根据接收信息、簇首以及传输ADV的能耗确定簇首的数量,使簇首在网络中分布均匀。最后采用仿真实验进行性能测试。结果表明,相对于LEACH协议以及其他改进的LEACH协议,M-LEACH降低了传感器网络的能耗,使整个网络能量更加均衡,延长了无线传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络LEACH协议的改进

针对无线传感器网络典型分簇协议LEACH簇首随机选择和频繁分簇的问题,提出一种基于LEACH的改进协议。簇首的选择分为奇数轮和偶数轮,在奇数轮簇首的选择时,节点生成一个随机数,将此随机数和阈值进行比较,小于阈值的节点成为簇首节点,其中阈值的生成考虑了节点的能量。在偶数轮簇首选择时,每个簇选择上轮中簇内能量最高的节点作为本轮簇首。协议能够有效均衡网络的能量,延长了网络的生命周期。     

一种针对MANET入侵检测Agent分布的分簇方法

本文提出了一种针对移动Ad Hoc网络入侵检测Agent分布的选择多簇首的分簇算法。该算法以一跳的反馈信息为依据,将网络分割成一系列簇,以节点的剩余能量、可信性和公平性为判断依据,在大小不同的簇中选择和维护相应多个簇首节点,以便实现协同检测。仿真结果表明,该方法分布簇首节点均匀、合理,簇首节点监测信息比率较高,且占网络节点总数比例不大,适合用于入侵检测Agent的分布。     

一种新的基于LEACH的WSN路由算法

研究无线传感器网络路由算法,无线传感器网络由能量有限的节点组成,因此高效节能的路由算法是无线传感器网络组网的基础.针对低功耗自适应分簇(LEACH)路由算法存在簇首节点选择不合理以及簇首节点与基站在远距离通信过程中能量消耗大的不足,提出了一种改进的LEACH路由算法.改进的算法在簇建立阶段的簇首选举过程中,引入节点剩余能量因素,且进行均匀分簇,有效地降低剩余能量较小和位置不佳节点成为簇首的可能性,均衡了网络的能量消耗,在簇稳定工作阶段,节点间的数据传输采用单跳和多跳相结合的通信方式,从而降低网络能耗.仿真结果表明,与传统的LEACH算法相比,改进的LEACH算法能量均衡性更好,并显著地延长了网络的存活时间.     

一种新的基于链簇式的WSN不均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中节点耗能不均衡的情况,提出一种基于链簇式的不均匀分簇路由算法(URCC)。在簇首选举机制中,以能量变化为度量确定簇头数以及不均匀分簇的大小,同时以邻节点数及剩余能量作为权重选举簇首。路由采用链式路由,由距离基站近的m个簇首分别成链并构成一条高级链,并将稳定阶段分为m个阶段,依次从m个簇首中随机选取一个簇首作为链头与基站通信,降低簇重建的频率。仿真实验表明,该算法不仅有效均衡了簇内节点间的能量消耗,同时兼顾了簇头之间的能量均衡,有效延长了网络的存活时间。     

基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议设计与研究

针对目前均匀分簇路由协议中存在的簇间能耗不均衡问题和簇首选择的不合理等问题,提出改进方案,形成一个新的无线传感器网络非均匀分簇路由协议UCRP,这个协议充分考虑传感器节点的剩余能量,且基于剩余能量优先选择簇首．并改进LEACH路由协议中单跳通信消耗能量大的缺点。在NS2仿真平台上对协议进行仿真实验,将UCRP算法与原LEACH协议进行比较．结果表明。UCRP算法能很好地均衡网络耗能,并延长网络的生存时间。     

基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议

针对无线传感器网络（WSN）存在"能量热区"和系统鲁棒性较差的问题,提出了一种基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议（UCOD）。首先,优化竞争半径函数,使簇首分布更合理;其次,引入主副簇首机制,当主簇头能量低于设定的能量阈值时进入休眠,副簇头同时执行主副簇头功能以提高鲁棒性;然后,采用奇偶轮不同的成簇机制,奇数轮全局节点竞争簇首,偶数轮在奇数轮簇内选择簇首,减少节点入簇选择耗能;最后,将网络分级,节点根据位置、能量、转发次数和周围节点数在下一级选择中继节点。仿真结果表明,UCOD与分布式能量均衡非均匀分簇协议（DEBUC）和基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议（HRPNC）相比,网络生命周期延长了28.4%和13.7%,丢包率在簇首损坏50%的情况下降低了39.1和27.5个百分点。实验结果表明,UCOD能够有效提高能量效率和系统鲁棒性。     

基于学习自动机的无线传感网能量均衡分簇算法

优化簇首选择、均衡节点能量负载以延长网络存活时间,一直是无线传感器网络分簇协议研究的重点。针对无线传感器网络节点随机分布的情况,在基于学习自动机(Learning Automata, LA)的ICLA算法基础上,提出一种兼顾节点密度的能耗均衡分簇算法。在簇头选举方面,综合考虑节点剩余能量和节点密度,利用学习自动机与周围环境进行信息交互和动作奖惩,选择出相对较优的簇头;根据簇首与基站距离和其节点密度构造大小非均匀的簇,实现不同位置不同网络疏密程度下簇内和簇间能耗互补均衡;构造了基于簇首剩余能量、簇内节点密度和传输距离的评价函数,并运用贪婪算法选择出最优中转簇首进行多跳传输。仿真实验结果表明,该算法能选择出更为合理的簇头,有效地均衡网络能量负载,延长网络生存时间。     

无线传感器网络中基于能量约束的簇首多跳算法

针对无线传感器网络节点的能量有限的特点,在LEACH协议的基础上,提出了一种以剩余能量为参数限制中间节点选择的簇首多跳算法.算法在生成包括基站在内的所有簇首节点的最小生成树的同时,考虑作为中间节点转发数据的簇首的剩余能量,使簇首之间形成一个多跳的最优路径与基站进行通信,并且避免使用低能量节点.仿真结果表明,新提出的路由算法比LEACH更能减少和均衡能量消耗,从而延长了网络的生命周期.     

基于能耗均衡的LEACH改进方法

针对传统低功耗自适应集簇分层型拓扑控制算法(LEACH)存在以随机数选取簇头以及在选簇头时未考虑节点剩余能量而易导致低能量节点过早死亡的问题,提出一种改进方法。优化整个网络的能耗推导确定网络的最优簇头数,并通过均衡化思想设定簇头选择阈值。仿真结果表明。该算法与LEACH算法相比,网络能耗更加均衡,有效延长了网络生存期。     

一种基于最大连通度的双簇头分簇算法

针对最大连通度算法簇头节点负载过重,各簇头间负载极不均衡的问题,提出一种双簇头分簇算法。该算法根据节点度和剩余能量优化簇头选取,提高了网络体系的稳定性。同时剩余能量最大的网关节点作为另一簇头分担一部分节点,即保持了原算法分组投递时延少的优点,又减轻了负载过重簇头节点的负担。通过仿真试验验证,新算法显著延长了网络生命周期。     

基于LEACH的传感器网络分簇路由协议

为了提高传感器节点的能量利用效率,延长系统的生命周期,针对LEACH协议在簇首选择策略上存在的不足,提出了一种新型的簇首选择机制LEACH-TE.该算法在重新计算最优簇首数的基础上,通过综合考虑节点的剩余能量和网络的平均能量等因素来优化簇首的选择.仿真实验结果表明,改进后的协议在延长网络生存时间、降低网络能耗和提高基站接收的数据量3个方面均表现出较好的性能.     

一种通过剩余能量过滤进行簇头选举的低能耗无线路由算法

基于LEACH协议提出一种改进的无线传感器网络的自组织路由算法。该算法在原LEACH协议的簇头产生环节做了较大改进,在簇头产生过程中,将当前节点剩余能量与全无线传感器网络节点平均剩余能量进行比较,防止剩余能量小于全网平均剩余能量的节点当选簇头,进一步优化了全网络节点能量消耗的均衡性,有效推迟了节点的死亡时间。通过在簇头选举阶段使用有目的性的筛选取代LEACH的随机选取,实现降低无线传感器网络能耗、延长网络生命周期的目的。通过MATLAB仿真软件进行试验测试,结果表明,改进的算法可以提高无线网络的生命周期,均衡无线网络能量消耗,增加网络吞吐量,有效延迟无线网络节点的死亡时间。     

基于改进蚁群算法的LEACH协议研究

针对LEACH协议在数据传输阶段,簇首与汇聚节点之间采用单跳模式传输数据使得能量消耗快并且不均衡的问题,提出一种基于改进蚁群算法的新型路由协议。该协议利用了能耗因子对蚁群转移概率以及信息素更新进行改进,充分考虑了节点的剩余能量和节点间距离,通过信息素的建立和更新,寻找簇首节点和基站之间的最优传输路径,进行多跳传输模式,从而均衡簇首节点能量消耗。仿真实验结果表明,改进后的ACO-BEC协议较之于LEACH协议,能够有效降低了整个网络能量消耗,延长了网络寿命。     

基于改进布谷鸟搜索算法的LEACH协议

LEACH协议是一种低能耗自适应的无线传感器网络聚类层次算法。它存在着随机选取簇头、不考虑节点剩余能量和节点位置等缺点。针对这些问题,本文提出一种基于改进布谷鸟算法的LEACH协议。布谷鸟算法（CS）是一种新型的智能优化算法。为了提高算法的局部搜索能力,对标准的布谷鸟算法进行改进：1）引入权重系数,调整算法收敛速度;2）所有个体从优到差进行排序,排序后将种群分为2部分,这2部分个体选择不同的飞行方式,避免较优个体陷入局部最优。改进后的协议将簇头选择过程分为临时簇头优化和形式簇头选择。首先,利用传统LEACH协议生成临时簇头,然后基于MCS对簇头进行优化,根据节点剩余能量选择形式化簇头。实验结果表明,与LEACH相比,新算法能有效平衡网络负载,提高能源的利用率,延长网络的生命周期。     

改进的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络中不均匀分簇引起能量空洞的问题,提出了改进的无线传感器网络非均匀分簇路由算法。该算法先根据节点剩余能量、节点到基站的距离、节点“度”和节点到簇头的距离等因素选举簇头;没有成为簇头的节点选择加入到距离最近的簇头所在的簇中,从而将整个网络划分为大小不等的簇;然后簇头再根据簇头剩余能量、簇头到基站的距离构造基于最小生成树的最优传输路径;通过簇内节点单跳、树内簇头多跳通信的方式将数据最终传输到基站。仿真结果表明,该路由算法能有效节约能量和均衡节点能耗,从而延长网络的生命周期。     

一种基于平均剩余能量的无线传感器网络分簇路由算法

The problem of node energy limitation in wireless sensor networks has a serious impact on network performance and network life. From the perspective of energy optimization, aiming at the unbalanced energy consumption caused by clustering mechanism of LEACH protocol clustering algorithm, a new improved algorithm is proposed, which takes the average residual energy as the main parameter, selects the appropriate cluster head, and obtains the optimal cluster head position and the number of cluster heads from the base station based on the understanding of the whole network nodes. When selecting a new cluster head, it is important to consider whether the residual energy of the node is larger than the global average residual energy, and the distance between the node and all the selected cluster heads is greater than the set value. MATLAB software is used for simulation experiment. The improved algorithm can effectively avoid the premature death of a cluster head node due to excessive energy consumption. It can further balance the energy consumption of the network as a whole, increase the network throughput and extend the network life.     

T-LEACH: The method of threshold-based cluster head replacement for wireless sensor networks

In wireless sensor networks, power is the most essential resource because each sensor node has limited batteries. Many kinds of existing clustering protocols have been developed to balance and maximize lifetime of the sensor nodes in wireless sensor networks. These protocols select cluster heads periodically, and they considered only ‘How can we select cluster heads energy-efficiently?’ or ‘What is the best selection of cluster heads?’ without considering energy-efficient period of the cluster heads replacement. Unnecessary head selection may dissipate limited battery power of the entire sensor networks. In this paper, we present T-LEACH, which is a threshold-based cluster head replacement scheme for clustering protocols of wireless sensor networks. T-LEACH minimizes the number of cluster head selection by using threshold of residual energy. Reducing the amount of head selection and replacement cost, the lifetime of the entire networks can be extended compared with the existing clustering protocols. Our simulation results show that T-LEACH outperformed LEACH in terms of balancing energy consumption and network lifetime.