基于隶属云蚁群算法的长链型无线传感器网络路由优化

针对用于监测系统的长链树状无线传感器网络数据传输的实时性和高可靠性等要求,并考虑到近汇聚节点处易形成"漏斗"等问题,本文提出用基于云模型的多蚁群算法对无线传感器网络路由进行跨层优化的设计思想。算法通过种群间信息素的相互作用并行地完成路径的搜索并及时对信息素进行更新,在搜索的过程中把节点的时延、跳数、负载及分组成功率作为路径的启发值,利用多规则云发生器对更新策略中的信息素残留系数和信息素强度进行自适应调整。仿真结果表明,该路由算法能够保证无线传感器网络具有很强的实时性、可靠性及鲁棒性,实现了网络的负载平衡及拥塞控制机制。     

基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法

如何在资源受限的无线传感器网络中进行高效的数据路由是无线传感器网络研究的热点之一。基于群智能优化技术的蚁群优化算法被广泛应用于网络路由算法。提出一种无线传感器网络蚁群优化路由算法,能够保持网络的生存时间最长,同时能找到从源节点到基站节点的最短路径;采用的多路数据传输也可提供高效可靠的数据传输,同时考虑节点的能量水平。仿真结果表明:提出的算法延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法

提出一种基于蚁群算法的无线传感器网络按需多路节能路由算法.该算法综合了蚁群优化算法和AODV路由协议的思想.通过蚂蚁并行地在源节点和目的节点之间建立多路径路由,提高了网络数据传输的实时性、延长了整个网络的生命期.仿真结果表明.该算法与多种群蚁群优化路由算法、基本蚁群算法相比,在整个网络的生命期和节能方面效果显著.     

基于蚁群的无线传感器网络路由算法

针对无线传感器节点能量、通信能力及计算能力有限等特点,将蚁群算法应用于无线传感器网络,提出一种改进的蚁群路由算法,考虑了节点的能量、距离、通信半径和传输方向等参数.实验结果表明:该算法有效地减少了网络能量消耗、节点死亡数、路由跳数和数据传输的路径长度,延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

面向工业设备监测网络的量子蚁群多目标路由算法

在面向MRO的工业现场设备管理中,监测数据通过无线传感器网络采集和传输,需同时满足网络寿命与数据传输质量的要求,传统的基本蚁群路由算法,不仅容易陷入局部最优和收敛速度慢?而且只有节点能耗或者传输距离的单一目标,提出基于量子蚁群优化的多目标路由算法:用量子比特表示信息素,并引入能耗、实时性和负载均衡多目标作为适应性函数,用量子比特旋转门反馈控制全局信息素更新。通过仿真分析和应用于一个实际现场的无线传感器网络,验证了这种算法能加快算法收敛速度和增加蚂蚁种群的多样性,从而跳出局部收敛,同时这种算法能兼顾网络寿命和数据传输质量。     

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.     

基于蚁群系统的WSN能量均衡多路径路由协议

针对无线传感器网络节点能量有限和网络拥塞问题,采用一种基于蚁群系统的能量均衡多路径路由协议。在路由发现过程中,综合考虑节点最小剩余能量和平均剩余能量,通过跨层设计模型获取节点距离信息和节点队列长度作为启发式函数,利用蚁群系统的特点形成多路径的数据传输。仿真结果表明,该路由协议在端到端传输时延和能量均衡等方面优于其它协议。     

基于蚁群优化的无线传感器网络最适路由算法

如何在资源有限的条件下进行实时、高效的数据路由是无线传感器网络的研究热点之一。针对不同应用设计目标的差异性问题,提出一种基于改进蚁群算法的最适路由选择算法。因设计目标的不同,引入一个新的路由选择度量,兼顾实时性、能源效率和负载均衡等方面,并结合蚁群算法的寻优特点,对无线传感器网络最适路由选择问题进行优化。仿真结果表明,最适路由选择算法能够在满足不同设计目标的前提下,延长网络寿命,实现无线传感器网络实时、高效的路由。     

基于蚁群算法的路由协议在TinyOS中的实现

为了提高无线传感器网络(WSNs)的通信链路质量,在TinyOS系统中实现了基于蚁群算法的路由协议,该协议采用多跳的通信方式,为应用程序提供较为可靠的数据传输服务。结合Zig Bee网络的体系结构,详述了该协议的实现流程。通过TOSSIM仿真平台对该协议进行了验证,仿真结果表明:基于蚁群算法的路由协议能够在降低丢包率和传输延时的同时平衡节点的能量消耗,进而延长整个网络的存活时间。     

一种带侦察子群蚁群算法的无线传感路由协议

针对无线传感器网络（WSNs）路由面临安全威胁和节点能量有限的不足,提出一种基于引入侦察子群的改进蚁群算法（SACO）路由协议。通过改进的蚁群算法构造一条数据传输链,选择其中能量最大节点为簇头,信息通过相邻节点传送。结果显示：该算法兼顾到节点的能量和路径消耗,较标准蚁群算法和贪婪算法具有高效的路由选择功能,能够使网络中节点能量消耗更加均衡,从而延长网络的使用寿命。     

A quality based routing protocol for wireless mesh networks

Wireless mesh networks can provide low-cost solutions for extending the reach of wireless access points by using multi-hop routing over a set of stationary wireless routers. The routing protocol for these networks may need to address quality considerations to meet the requirements of the user. In this paper, we present a quality based routing protocol for wireless mesh networks that tries to maximize the probability of successful transmissions while minimizing the end-to-end delay. The proposed routing protocol uses reactive route discoveries to collect key parameters from candidate routes to estimate the probability of success and delay of data packets transmitted over them. To achieve accurate route quality assessments, a new route quality metric is proposed that uses performance models of data packet transmissions as opposed to estimating route quality from the transmission of control packets, which have different transmission characteristics. These models are developed after careful evaluations of multi-hop wireless transmissions and validated by computer simulations. Relevant parameters that can be used to assess the route quality metric using these models are explained. Extensive performance evaluations of the proposed quality based routing protocol are presented and its benefits in comparison to some other known routing protocols are discussed.     

Ant-based routing for wireless multimedia sensor networks using multiple QoS metrics

In wireless sensor networks, most routing protocols consider energy savings as the main objective and assume data traffic with unconstrained delivery requirements to be a given. However, the introduction of video and imaging sensors unveils additional challenges. The transmission of video and imaging data requires both energy efficiency and QoS assurance (end-to-end delay and packet loss requirements), in order to ensure the efficient use of sensor resources as well as the integrity of the information collected. This paper presents a QoS routing model for Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSN). Moreover, based on the traditional ant-based algorithm, an ant-based multi-QoS routing metric (AntSensNet) is proposed. The AntSensNet protocol builds a hierarchical structure on the network before choosing suitable paths to meet various QoS requirements from different kinds of traffic, thus maximizing network utilization, while improving its performance. In addition, AntSensNet is able to use a efficient multi-path video packet scheduling in order to get minimum video distortion transmission. Finally, extensive simulations are conducted to assess the effectiveness of this novel solution and a detailed discussion regarding the effects of different system parameters is provided. Compared to typical routing algorithms in sensor networks and the traditional ant-based algorithm, this new algorithm has better convergence and provides significantly better QoS for multiple types of services in wireless multimedia sensor networks.     

基于联合优化的无线传感器网络传输可靠性研究

如何保证传输可靠性的前提下延长网络寿命是无线传感器网络应用研究所必须面对的重要课题.首先综述了功率控制以及路由度量方法的研究现状;其次通过实验研究,发现了无线传感器网络的通信链路存在着高丢失率、非对称性等特点,并通过理论推导出节点优化的发射功率;由此提出一种将功率控制和路由度量相结合的PCETX联合优化方法.最后,将此联合优化算法应用于AODV协议中,仿真结果表明使用本文提出的联合优化方法,在保证端到端的可靠性的前提下延长了网络的寿命,能够为无线传感器网络实际的应用提供有价值的参考.     

TinyOS2.x下基于蚁群算法的WSNs路由协议设计

为了增强无线传感器网络的动态适应性和实现数据包的多路径传输,根据蚁群算法的原理,使用NesC语言在TinyOS2.x下设计了路由协议Ant-PDRP.该协议采用信息素浓度指引路由包和数据包传输,并在数据包传输过程中引入惩罚机制以实现动态均衡网络能耗.TOSSIM仿真和Micaz节点的真实实验表明,改进后的路由协议能够有效减少传输时延,延长网络寿命,保证数据可靠传输.     

基于EWMA的无线传感器网络路由度量性研究

选择有效的路由量度方法对于提高无线传感器网络的路由性能而言至关重要.本文首先通过实验研究,发现了无线传感器网络的通信链路存在着高丢失率、非对称性等特点,并分析了LQI、RSSI与收包率关系;由此提出了基于EWMA的LETX路由度量算法.最后,将此度量算法应用于AODV协议中,仿真结果表明本文提出的LETX路由量度方法是一种保证可靠性的前提下节省网络能量的量度方法,能够为无线传感器网络高效路由协议的设计提供有价值的参考.     

基于路由半径自适应的长链状无线传感网络协议

长链状无线传感网络的节点呈长链状分布。这种特殊的拓扑结构将导致数据碰撞概率增大、传输时延增加,且越靠近Sink节点的地方该现象越明显,这将影响Sink节点的数据接收,甚至导致整个网络的崩溃。针对长链状无线传感网络的链路特征,提出了基于最大传输距离的路由半径自适应调节策略RAMD(Route-radius Adaptive with Max Transmission Distance)。该协议通过以PRR(Packet Receive Rate)及RSSI(Received Signal Strength Indication)相结合的链路质量评估方法自适应调节路由半径,设计基于分级同步的冲突避免机制及基于最优传输距离的自适应路由调整策略。通过与典型的分层路由和顺序传输路由的性能对比的仿真,以及对200个节点的长链状无线网络的物理平台的搭建及测试表明,RAMD协议对简化路由选择、降低时延和减少数据冲突有显著的作用。     

权衡能耗与延迟的数据融合算法研究

在无线传感器网络的路由协议中考虑数据融合能极大地提高网络生存期性能,但随之会带来网络可靠性下降、数据传输延迟增加等问题。设计一种新的可权衡能耗与延迟的数据融合算法ECLT,通过二级模糊综合评判的方式来调整原有的路由信息,增加数据传输路径间的交叠,以提高数据融合度、延长网络生存期;同时,传感节点在转发数据的过程中还可根据本身状态来动态调整进行数据融合的等待时间,从而在均衡网络中各节点能耗的同时减少了数据传输延迟。经仿真验证,该算法能在极大的延长无线传感器网络使用寿命的同时降低数据的平均传输延迟。     

基于跨层设计的CLRM-HWMP路由协议研究

在研究HWMP路由协议的基础上引入跨层设计方法,综合考虑数据链路层的数据帧传输成功率DFTE(Data Frame Transmission Efficiency)、网络层的可用带宽和节点跳数作为跨层路由度量值CLRM(Cross-Layer Routing Metric),提出一种综合路由判据的跨层路由协议CLRM-HWMP路由协议.该协议有效解决单一的路由量度判据在提高无线Mesh网络性能方面的局限问题.通过NS-3仿真工具对无线Mesh网络中的HWMP路由协议和提出的CLRM-HWMP跨层路由协议进行分析对比,实验结果表明:提出的CLRM-HWMP路由协议有效降低了节点间端到端时延、提高了数据包投递成功率和网络吞吐量.     

结合距离与队列积压的无线Mesh网络拥塞感知路由协议

针对无线Mesh网络中路由的拥塞问题,提出了一种结合距离与队列积压信息的拥塞感知路由协议(DR-CAR)。首先,结合链路质量源路由(LQSR)协议中的距离度量和E-Backpressure协议中的队列积压度量构建一种新的链路质量度量。然后,每个节点通过探测数据包来计算链路质量,并通过控制数据包和其邻居节点进行交互,以此来更新链路质量。最后,节点根据链路质量来选择下一跳节点,从而构建从源节点到目的节点之间的最佳路径。另外,在MAC层中为控制数据包分配最高的优先级,同时保证控制数据包的安全性。仿真实验表明,在不同的链路负载下,该协议在网络传输时延和网络吞吐量方面都具有优越的性能,具有可行性和有效性。