无线传感器网络路由协议的研究与改进

无线传感器网络的关键问题之一是减少能量的消耗、提高节点的存活率。针对LEACH协议能量消耗快、网络生存时间短的缺点,提出一种基于LEACH的改进协议(ILEACH)。对ILEACH协议进行仿真实验,仿真结果表明,与LEACH协议相比,ILEACH协议能有效平衡节点间开销,提高能量有效性,降低网络整体能耗,延迟节点的死亡时间,从而明显提高了网络的生存周期。     

基于能量约束的LEACH分簇协议的改进与仿真

对现有的LEACH协议进行改进,在局部簇中得出簇内节点的平均能量基础上,使簇头满足一定的能量约束,建立了能量参考模型,给出了正确性与复杂性分析,并在NS2平台下对改进后的协议进行了仿真实验和分析.仿真结果表明,改进的LEACH路由协议有效地延长了无线传感器网络的生存周期,从而提高了网络性能,并对下一步改进工作作了简要介绍.     

基于能量高效的无线传感器网络LEACH协议改进

针对无线传感器网络节能问题,详细分析了经典分簇协议——LEACH,在其基础上针对LEACH的不足进行改进,提出了一种能量高效的分簇路由协议。该协议在簇头选举的算法中纳入节点剩余能量作为参数,提出各簇独立进行的簇头轮换机制,控制簇头在簇中的分布和各簇成员节点数目,并采用基于阈值的单跳与多跳相结合的簇间通信方式。仿真结果表明,改进后的协议较LEACH能够有效节约节点能量,均衡网络各节点消耗,显著延长了网络生存周期。     

水声传感器网络分簇路由协议研究

通过分析LEACH协议的优缺点,提出了一种改进的基于位置的水声传感器网络分簇路由协议——PBCP。该协议对LEACH的簇首选择机制进行了改进,同时基于位置信息将簇首与Sink节点之间的通信由单跳改为多跳。仿真结果表明,与LEACH协议相比,PBCP协议能够有效节约节点能量,平衡网络负载,延长网络生存时间。     

WSN中一种能量均衡的分簇路由协议的设计

无线传感器网络中,LEACH协议是典型的分簇路由协议.文章针对LEACH协议的缺点,结合PEGASIS协议的优点,从簇首选择、簇的形成、簇间路由等方面对LEACH协议进行了改进,设计了一种能量均衡的分簇路由协议EBLP,并进行了仿真分析.仿真结果表明,EBLP协议节约了能量,平衡了能量消耗,延长了无线传感器网络的生存时间.     

基于自组织神经网络的分簇成链协议

针对无线传感器网络的能量损耗问题,提出一种基于自组织神经网络的分簇成链路由协议RBCSC.该协议借鉴经典低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议的算法,采用自组织神经网络进行分簇,并运用贪婪算法成链.仿真实验结果表明,与LEACH协议相比,RBCSC协议可减少网络节点能耗,延长网络生存周期.     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议

由于无线传感器网络节点能量有限,为均衡无线传感器网络节点之间的能量消耗,提高整体网络的生命周期,针对LEACH协议中簇首选举时未考虑节点剩余能量因素、随机分簇等不足,提出了一种改进的LEACH协议.改进的LEACH协议在簇首选举时,以节点的剩余能量作为重要参考依据,优化节点担任簇首的概率.仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,改进的LEACH协议达到了能量消耗均衡的目标,从而延长了网络的生存寿命.     

基于Dijkstra算法的簇头多跳WSN监测系统

针对传统LEACH协议及其改进算法的缺点,在最小路径Dijkstra算法的基础上,将Dijkstra算法应用到LEACH协议中,旨在提高大范围监测环境中基于LEACH协议的无线网络性能。详细论述了基于Dijkstra算法的稳定数据通信阶段工作过程,针对实际监测环境采用Matlab仿真模型对改进的算法进行了实验验证。两组实验结果表明,在小范围监测环境中,基于传统LEACH协议的网络与采用Dijkstra算法完成簇间通信的LEACH协议的网络性能相似,但是随着监测范围的增大,基于改进后算法的网络性能要远远优于传统LEACH的网络性能。     

三维固定分簇异构传感网络路由协议

基于高楼三维空间中家居监测的应用背景,提出了一种三维空间中LEACH路由协议的改进算法:三维固定分簇异构传感网络路由协议(3D-FHSR).在3D-FHSR中,使用了异构网络的方式让部分能量充裕的节点固定充当簇头节点,并且事先划分好簇的区域范围,这样减少了簇头选举时的能量消耗,同时增加了整个网络的能量.3D-FHSR还改进了LEACH协议的通信模式,减少簇间长距离通信的次数.仿真结果表明,3D-FHSR协议比LEACH协议更能延长网络的生命周期.     

三维空间中LEACH协议的改进算法

由于传感器节点的能量有限,因此能量效率是无线传感器网络中路由协议设计的一个重要考虑方面.基于高楼三维空间中家居监测的应用背景,提出了一种三维空间中LEACH协议的改进算法--三维分簇传感网络路由协议(3D-CSR).3D-CSR采用考虑节点剩余能量因素的簇头选举阈值计算方法,并使用了合适的通信模式,达到节省网络能量消耗的目的.仿真结果表明,在不同的网络环境中,3D-CSR协议均比LEACH协议更加节省能量.     

无线传感器网络分簇路由协议的改进研究

针对无线传感器网络(WSN)中分簇路由协议LEACH算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信问题进行研究,提出一种基于LEACH成簇思想的分簇路由协议。该算法基于节点剩余能耗和已担任簇首时间选举簇头。簇头间采用贪婪算法形成一条链,在该链中又选出一个簇头,将整个网络的数据融合后转发给基站。MatLab仿真结果显示,改进后的算法在均衡网络节点能耗和网络的生存时间上比LEACH算法有很大提高。     

无线传感器网络分簇路由协议的改进研究

针对无线传感器网络（WSN）中分簇路由协议LEACH算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信问题进行研究．提出一种基于LEACH成簇思想的分簇路由协议。该算法基于节点剩余能耗和已担任簇首时间选举簇头。簇头间采用贪婪算法形成一条链,在该链中又选出一个簇头,将整个网络的数据融合后转发给基站。MatLab仿真结果显示,改进后的算法在均衡网络节点能耗和网络的生存时间上比LEACH算法有很大提高。     

基于能量强度的簇区分路由方法研究

传感器节点体积微小,通常携带能量十分有限的电池。由于传感器节点个数多,成本要求低廉,分布区域广,而且部署区域环境复杂,有些区域甚至是人员不能到达的,所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能量是不现实的。如何高效使用能量来最大化网路的生命周期是无线传感器网络面临的首要挑战。为了提高网络的寿命,目前人们已经提出了很多基于网络层的路由协议。比较研究了传感器网络现有的路由协议,参考LEACH分簇算法和MTP协议,提出了一种在MTP协议基础上将LEACH分簇思想引入进来的改进方法,即在基于能量强度将网络节点分层后,再在各层上进行簇区分,均衡各传感器节点的能量来提高网络的寿命。实验表明该路由算法可提高网络寿命。     

基于自适应数据融合的LEACH路由协议

如何有效地使用传感器节点的能量以延长WSN的生存时间,一直是WSN路由协议研究的重点.基于LEACH,提出了一种新的路由协议AF-LEACH,AF-LEACH根据数据融合的能量开销和所带来的节能增益,对传感器节点采集的数据进行自适应的数据融合.仿真实验表明,与LEACH协议以及在各节点都进行数据融合的MA-LEACH[...     

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。     

基于区域分簇的大规模无线传感器网络生命周期优化策略

针对环境监测、电网冰灾监测等大规模监测系统中监测区域覆盖广、传感器数量大等特性,为节约网络能耗以延长生命周期,提出了一种基于区域分簇的大规模无线传感器网络生命周期优化策略(RCS).该策略首先利用传感器节点的位置信息进行凝聚的层次聚类(AGNES)算法将大规模网络分区以优化簇首的分布;其次,候选簇首节点竞选簇首成功后进行不均匀分簇,同时加入时间阈值来均衡簇首节点的能耗;最后,采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、与汇聚点距离计算网络能耗代价来构建最小生成树进行路由选择.在仿真实验中,该策略与经典的低功耗自适应分簇(LEACH)协议和能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法比较,簇首能耗平均分别减少了45.1%和2.4%,网络生命周期分别延长了38%和3.7%.实验结果表明,RCS在大规模网络中能有效均衡整体网络能耗,显著延长了网络的生命周期.     

基于非均等分区的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络（WSN）存在簇头节点分布不合理以及节点负载不均形成的“热点”问题,提出了一种基于非均等分区的非均匀分簇路由协议（UAUC）。UAUC通过非均等分区对网络进行划分,并在每个区域中根据能量因子、距离因子以及密集程度因子选择合适的簇头节点。此外,在簇头节点之间构造一棵负载均衡路径树,解决数据传输时存在的“热点”问题。仿真实验中,与低功耗自适应集簇分层（LEACH）协议,分布式能量有效非均匀成簇（DEBUC）协议以及基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议（HRPNC）相比,UAUC协议的簇头节点分布更加合理;UAUC在生存周期上较LEACH协议,DEBUC协议与HRPNC协议分别提高了88%,12%与17.5%;UAUC的节点平均剩余能量高于LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议,并且节点剩余能量方差小于LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议;UAUC协议在数据包接收量上较LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议提高了400%,87.5%与25%。实验结果表明,UAUC能够有效地提高能量效率和数据包接收量,均衡能量消耗,延长网络的生存周期。     

基于区域簇头选择的WSN路由协议

针对LEACH协议中网络能量不平衡和利用率低的问题,提出一种改进协议(LEACH-V),在计算阈值时引入剩余能量与网络平均能量,并基于Voronoi图单元进行簇头选择。仿真实验结果表明,LEACH-V协议能延长网络寿命,推迟第1个死亡节点出现的时间,提高能量利用率。     

基于模拟退火算法的能耗均衡多跳路由方案

针对传感器网络聚类间能耗负载不均衡和传统拓扑方案连通冗余度过高等问题,提出一种基于模拟退火算法的聚类间的多跳路由方案。在聚类首领至基站的路由选择上,改变传统的一跳路由至多跳路由,基于首领节点的度约束和能耗代价,为每一个首领节点均衡地选择下一跳路由,避免“能量热点”问题。实验结果表明,与LEACH、EECS协议相比,该方案所获拓扑能均衡各聚类的能耗负载,降低网络整体功耗,延长传感器网络的生命周期。     

一种应用于机场廊桥监控网络的路由算法

针对民航机场廊桥监控网络在机场停机坪现场测试中暴露的网络节点过早死亡、网络生命周期短的问题,对该系统无线网络架构中路由层算法进行优化,采用基于剩余能量和位置的改进LEACH算法,根据网络环境的因素综合考虑节点剩余能量、网络平均剩余能量以及节点位置,分步选出最优簇头,同时,采用能量估算方法确定网络平均剩余能量,达到均衡网络能耗且延长网络生命周期的目的.最终利用Matlab软件对民航机场廊桥监控管理系统建模仿真,仿真结果表明：提出的算法比网络原有路由层LEACH算法在均衡网络能耗和提高网络生命周期上均具有优越性.