无线传感器网络能量异构非均匀分簇路由协议

基于分簇的无线传感器网络路由协议,采用多跳路由方式传输数据至基站,容易造成靠近基站的节点转发大量数据而过早失效。另外,分簇协议通常假定网络节点是能量同构的,不能有效解决节点能量异构的问题。因此,从非均匀分簇的角度出发,结合局部竞争簇首机制,提出了一种基于能量异构的分簇协议（EHUC）。仿真结果表明该协议能够有效应用于能量异构的无线传感器网络,并延长网络的生命周期。     

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议.它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法,其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇.靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇,因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量.模拟实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.     

基于能量优先分簇算法的WSN分层路由协议

考虑到无线传感器网络中节点能量受限问题,提出了一种新的负载均衡的基于能量优先分簇算法的WSN分层路由协议(LRP-EPCA).综合考虑能量因素,对LEACH协议的簇首选取机制进行改进,采用了非均匀分簇的思想来平衡簇首的能量消耗;分别以簇首和基站作为树根,生成簇内和簇间的路由树,在簇内,用分层次多跳和单跳相结合的方式将数据传输到簇首.簇首再通过多跳把数据发送到基站.仿真实验表明,LRP-EPCA协议与ECMR和PEGASIS相比,网络寿命(半数节点死亡)分别提高了200%和120%.     

基于粒子群优化的WSN非均匀分簇路由算法

分簇算法对大规模无线传感器网络(WSN)远程监控系统具有较好的节能性,簇首间通过多跳通信的方式将数据传送至基站,靠近基站的簇首由于需要转发大量其他簇首的数据而负载过重,可能因过早耗尽能量而失效,这将导致整个网络分割。针对现有无线传感器网络分簇算法存在的能耗不均衡问题,提出一种基于粒子群优化的非均匀分簇算法(PSO-UCA)。它采用PSO算法将所有节点划分为多个规模大小非均匀的簇,靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇,因此靠近基站的簇首可为簇间的数据转发预留能量。仿真结果表明,与LEACH算法相比较,该分簇算法可使网络的生存时间延长30%。     

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.     

基于投票策略的异构传感器网络分簇算法

为了减少传感网络节点的能量消耗,提出了一种基于节点投票策略的异构传感网络分簇算法.通过坐标位置分割地理区域,根据剩余能量和距离,对每个区域内节点投票选举产生簇首,从而使能量消耗最慢和高剩余能量的节点优先当选为簇首.为了保证簇首能量消耗均衡,簇首之间基于剩余能量和距离形成多跳路由,簇首收集数据融合后转发到基站.仿真结果表明,在异构网络下,VSCA与早期的几种分簇路由算法相比,提高了网络的稳定周期,延长了网络生存时间,获得了更高的数据吞吐量.     

一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%.但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成" 热区"的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法(CEUC) .改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量.仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间.     

基于聚簇的多跳路由协议的研究

为适应大规模无线传感器网络的应用，进一步均衡网络中节点负载，提出一种基于聚簇的多跳路由协议（CBMRP）。协议基于聚簇的思想，簇首进行簇内数据融合后，结合一简单的启发函数和网关剩余能量选取合适的网关，将融合后的数据利用网关在簇首间转发，最终传送到基站。协议充分考虑了数据冗余性的消除及数据传输过程中节点能耗的均衡，可进一步延长网络生命周期。     

基于最小生成树的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中利用分簇技术,簇首到Sink节点通信采用多跳路由方式容易引起"能量空洞"的问题,提出了基于最小生成树的非均匀分簇路由协议.该协议在簇首选举阶段,以节点剩余能量、节点度、节点能量消耗速度为权重计算簇首竞争等待时间,选用簇首竞争等待时间小的节点为簇首,以均衡能量;簇形成后,以剩余能量、簇间的距离和能量消耗为参数构建基于最小生成树的最优传输路径通过多跳方式将数据发送到Sink节点.仿真结果表明,该路由协议能有效均衡能耗,延长网络生命周期,延缓"能量空洞"的形成.     

带有重叠区域的多跳非均匀分簇路由算法

能耗作为衡量无线传感器网络性能的一项重要指标,通常将延长生命周期、均衡能耗作为网络协议重要的设计目标.针对静态、异构、非均匀分布的网络模型,设计带有重叠区域的分簇及簇内单跳、簇间多跳的路由算法 ----- OMU分簇路由算法,该算法中簇头不再作为数据转发节点,而主要用于簇内数据的接收与融合.通过综合考虑节点剩余能量、节点密度及与基站的距离进行簇头选举并进行分簇,形成簇间重叠区域,产生用于数据转发的中继节点.同时,建立簇头与中继节点轮换机制以达到节点能耗均衡的目的,并为每个节点建立能量最省的多跳数据传输路径.仿真结果表明,所设计的分簇路由算法,特别是在大规模部署的无线传感器网络中,能有效减少和均衡能量消耗.     

基于控制的低能耗多跳分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的多跳分簇协议中,Sink节点附近的簇头能量消耗过快,簇头分布不够均匀,多跳链路不够高效等关键问题,提出了基于控制的低能耗多跳分簇路由协议。通过控制成簇数量与大小、多跳链路能耗、轮数与每一轮中的数据传输量来解决以上问题。仿真结果表明：所提协议与低功耗自适应分簇(LEACH)协议和基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议(EEUC)相比,网络稳定期分别延长了138%和13%,网络生命期分别延长了13%和8%,因此能够有效地降低网络能耗,均衡网络负载,延长网络生存时间。     

Arranging cluster sizes and transmission ranges for wireless sensor networks

Hierarchical routing is an efficient way to lower energy consumption within a cluster. Due to the characteristics of wireless channels, multi-hop communications between a data source and a data sink are usually more energy efficient than direct transmission. However, because the cluster heads (CHs) closer to the data sink are burdened with heavy relay traffic, they drain much faster than other CHs.This paper presents a cluster-based routing protocol called “arranging cluster sizes and transmission ranges for wireless sensor networks (ACT).” The aim is to reduce the size of clusters near the base station (BS), as CHs closer to the BS need to relay more data. The proposed method allows every CH to consume approximately the same amount of energy so that the CHs near the BS do not exhaust their power so quickly. Furthermore, we separate the network topology into multiple hierarchical levels to prolong network lifetime. Simulation results show that our clustering mechanism effectively improves the network lifetime over LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy), BCDCP (Base Station Controlled Dynamic Clustering Protocol) and MR-LEACH (multi-hop routing with low energy adaptive clustering hierarchy).     

基于MIMO模式的无线传感器网络数据传输协议

在对分簇无线传感器网络在簇群内和簇群之间数据传输能耗进行分析的基础上,提出了一种在簇群间采用MIMO模式进行数据传输的方法。该方法以HEED协议为基础,将MIMO模式引入到簇群间的数据传输过程中,极大地降低了传输能耗,并且创建了一种基于MIMO技术的分簇传感器网络能耗模型,推导出实现网络能耗最小化时系统参数的最优值。实验结果显示,与HEED协议相比,该方法更显著地降低了网络的总体能耗,使网络具有更长的生存期。     

一种改进的WSN非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中的“热区”问题,提出了一种新的低能耗的非均匀分簇路由协议——LEUC.该协议中,采用分布武与集中式相结合的方式依据节点的剩余能量与相对圆环中心线的位置选择簇首,成簇时综合考虑簇首能量与信号强度,簇内根据簇的大小采用单跳或者多跳传输数据,簇间构建多跳动态路由.仿真结果表明:LEUC协议可以较好地解决“...     

一种负载均衡的分簇路由协议

在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务从簇首中分离.簇首负责簇内的数据收集和融合,网关负责簇间数据传输.实验结果表明,改进后的协议能有效地均衡网络中的负载,并显著地延长网络的生存时间.     

一种能耗均衡的WSN分簇路由协议

节能是WSN的研究热点之一,而路由协议对能耗有直接影响。在对已存在的分簇多跳路由协议进行分析的基础上,提出了一种考虑多种因素来均衡节点能耗的分簇多跳路由协议——EBCRP。EBCRP协议中,选择中继簇头时综合考虑了邻近簇头相对自身的距离和方向;加入经验因子使簇头概率随节点与Sink的距离成负指数变化;中继簇头进行一定时间的等待以便数据融合,等待时间与它到Sink的距离成反比;另外,还通过仿真确立了较优的轮转周期。仿真实验结果表明,EBCRP协议能够使网络第一个节点死亡时间明显延后,能耗更均衡,生命期更长。     

一种高效节能的无线传感网分簇路由协议

提出了一种高校节能的无线传感器网络分簇路由协议 ACEDG(Algorithm for Culster Establishment and Data Gathering).在该协议中,节能根据其剩余能量以及忠诚邻居节点数来竞争簇头,节点间通过信息反馈的方式经过三轮迭代形成交叠区域小的放以高效覆盖整个网络.为了进一步减小能量消耗和保证节点能量的均衡性,簇头使用数据融合将来自簇成员和其它簇头的一个或多个数据报融合成一个数据报,簇头之间以多跳方式将收集到的数据发送到指定的根簇头,然后通过根簇头将整个网络收集的数据发送到基站.仿真实验证明,ACEDG协议与其它两种早期的分放路由协议LEACH和DCHS相比,其网络寿命(第一个节点死亡)分别提高达270%和240%.     

一种新的基于分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议

针对在LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议中,所有节点均通过一跳通信将数据传输到簇头节点使簇头能耗太大而过快衰竭死亡的问题,提出了一种新的分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议.簇头之间采用多跳方式将数据传送到基站,避免了单跳通信簇头节点能量消耗过大的问题.利用NS-2(networksimulator-version 2)的仿真结果表明该算法优于LEACH,能有效地降低节点的能耗,延长网络生命周期.