基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)路由中,节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少,严重影响网络的生存时间。为此,将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合,提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇,然后以需要传输数据的节点为源节点,汇聚节点为目标节点,利用蚁群优化算法进行多路径搜索,搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素,最后选出满足条件的多条最优路径,完成源目的节点间的信息传输。实验表明,该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离,能有效延长无线传感器网络的生存期。     

基于Markov流量预测和改进蚁群算法的分簇自适应路由

为了改进传统分簇路由协议的被动轮换簇头导致的簇头过早死亡,以及寻找簇间多跳路由时仅考虑长度因素而导致路径拥塞的缺陷,提出了一种基于Markov预测节点数据流量和改进蚁群算法的分簇路由协议;在网络初始化阶段,Sink节点对整个网络进行非均匀分簇以避免"盲区";簇成员节点存储自身的状态序列并能预测在未来时刻的数据流量,当簇头需要轮换时,簇头管理节点接收节点预测数据并选择具有最小数据流量的节点作为新簇头;在寻求簇间多跳路由时,引入改进的蚁群算法,使得簇头在选择下一跳节点时,综合考虑路径长度、节点剩余能量以及路径拥挤度等因素;仿真实验证明文中的分簇路由协议能最大程度地均衡节点负载和延长网络的生命期,在运行到450轮时才出现第一个死亡节点,较其它方法具有较大的优越性。     

基于簇和随机漫步的多路径路由算法

针对无线传感器网络中已有的路由算法的不足,提出了一种基于簇和随机漫步的多路径路由算法;首先,利用改进的基于权值的分簇算法对网络分簇;然后,利用改进的随机漫步算法构建从簇首到汇聚节点的多条不相交路径;最后,根据每条路径的性能参数(节点剩余能量、路径能耗等)动态地选择一条路径进行数据传输;仿真结果表明,该算法可以有效地平衡网络负载和延长网络生存期。     

基于分簇的无线传感器网络节能路由算法

针对传感器网络能量有限的特点，提出一种基于分簇的节能路由算法—CESR算法，算法采用逐步求解的方式，将整个网络分成若干个交叠簇，整个网络有簇间和簇内两级拓扑。节点在选择路由时先根据簇间拓扑选择簇路由，当数据经过某个簇进行转发时，边界节点根据簇内拓扑产生簇内路由，算法尽量选择消耗能量值最小的路径转发数据，并且能够避免低能量节点，算法存储开销和控制消息相对较少。     

能量高效的水声传感器网络多跳非均匀分簇算法

针对现有水声传感器网络(UW-ASN)分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出了一种能量高效的多跳非均匀分簇(EEMUC)路由算法。通过节点到基站的物理距离建立网络非均匀分层模型,各层区域内的节点根据综合属性值选择簇头,靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇。簇间采用多跳路由方式传送数据,从而均衡了簇头的能耗。实验结果表明,所提算法在簇头数目和节点的剩余能量等性能方面优于低能耗自适应分簇路由(LEACH)和能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法,从而提高了水声传感器网络的能量效率,并延长了网络的生命周期。     

能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇算法的研究

在对经典的分簇路由算法LEACH研究的基础之上,提出了一种基于非均匀分簇的新的路由算法EBCA。新算法在簇头的确定和成簇机制上较LEACH做出了一些改进,考虑到节点的剩余能量及最优簇头数目的确定等参数,有效避免低能耗节点被选为簇头。采用非均匀分簇的思想,使远离汇集节点簇的规模大于靠近汇集节点的簇的规模,同一区域内簇头节点间用多跳的方式传输数据。仿真结果表明：新算法EBCA较LEACH算法,从整体上均衡了节点能耗,延长了网络的生命周期。     

基于冗余路径和节点密度的非均匀负载均衡分簇路由

为了解决分簇路由协议中簇头由于管理簇内数据和传输簇间数据导致簇头消耗过多能量而缩短网络生存周期的问题,提出了一种基于簇间冗余路径和簇内节点密度的分簇路由协议;首先,加入能量因素以改进簇头选举方式,提出了一种基于节点密度和基站距离的非均匀分簇方法以减少靠近基站和节点密集区的簇头负载,采用节点存储多条从簇头到基站的冗余路径以增强路径的可靠性;仿真实验证明基于冗余路径和节点密度的分簇路由,能实现网络区域的非均匀分簇、最大程度地均衡节点负载,且较其它方法具有较长的网络生命期和较多的信息传输量.     

基于Dijkstra的无线传感器网络分簇路由算法

提出一种基于Dijkstra的无线传感器网络分簇路由算法--DEUC.该算法将改进的Dijkstra算法应用到簇间路由机制中,寻找簇头到基站的最短路径,使得离SINK较远的簇头节点沿着最短路径传输信息,从而有效减少传输路径长度与相应的网络延时.该算法还将传感器网络进行区域划分,使得距离SINK较近的簇头拥有少量成员节点,因此,靠近SINK的簇首可以为簇问的数据转发预留能量,达到均衡簇头能量消耗的目的.仿真结果表明,该算法在延长网络生存周期方面相比低功耗自适应分簇路由协议(LEACH)和能量高效的非均匀分簇算法(EEUC)分别提高约35%和25%.     

低冗余度WSN非均匀分簇算法应用研究

将传统非均匀分簇算法应用于低冗余度的无线传感器网络(WSN)中时,存在传感器节点早衰和簇间多跳通信传输能量开销不均衡的问题。为此,针对低冗余度WSN,提出基于粒子群和最短路由树的非均匀分簇路由算法。利用粒子群算法优化非均匀分簇过程,通过建立最短路由树搜索簇间多跳传输最优路径,实现数据从传感器节点到基站的高效传输。仿真结果表明,相比于EECS和EEUC算法,该算法可有效延长低冗余度WSN的网络生命时间,均衡簇间通信能量消耗。     

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.     

基于最近社交圈的社交时延容忍网络路由策略

无稳定拓扑使时延容忍网络(delay tolerant networks,DTN)路由协议主要通过增加冗余数据包副本提高路由性能.社交网络是DTN的一种典型应用场景,但由于其网络规模相对较大,当网络负载高时,通常的DTN路由不能有效控制数据包副本的数量,从而产生大量丢包导致性能下降.借鉴MANET网络中利用分簇结构控制网络冗余路由数据包的思想,通过分析社交网络中节点的移动模型,定义了在社交关系的约束下,聚合移动规律相近的节点构成最近社交圈的节点簇组成策略.提出了一种基于该分簇结构的分为簇外喷射、簇间转发和簇内传染3个阶段的社交时延网络路由协议.实验证明,这种基于最近社交圈分簇结构的路由能有效地控制冗余数据包副本的产生,并在高网络负载的情况下仍然能够达到较好的性能.     

无线Mesh网络中多信道生成树路由算法

无线Mesh网络是一种特殊的AdHoc网络。它易于部署、安装,能有效地构建无线骨干网,通常被用作宽带Internet接入和扩展无线LAN的覆盖范围。针对无线Mesh网络的特点,提出了一种不同于一般MANET路由协议的路由算法。该算法基于网络拓扑生成树,使用多个无重叠信道;在解决信道分配问题的同时,兼顾信道多样性和信道重用,更好地利用无线频谱资源,支持链路并行传输。     

基于三支决策的非重叠社团划分

基于三支决策理论,提出了一种基于三支决策的非重叠社团划分算法（N-TWD）,该方法将初始聚类形成的重叠社团进行二次划分以形成最终的非重叠社团。N-TWD算法首先利用层次聚类形成有重叠的社团结构,将两个存在重叠的社团的左边社团中非重叠部分定义为正域,右边社团中非重叠部分定义为负域,而两个社团的重叠部分定义为边界域。然后,针对边界域中的节点,分别计算边界域中节点与正域和负域的社团归属度B_P、B_N进行二次划分。对于二次划分后仍然留在边界域中的节点将利用投票的方法决定其最终归属,最终获得非重叠的社团结构。本文选取4个经典社交网络数据集和1个真实世界数据集对N-TWD算法进行了验证,相比较其他社团划分算法（GN、NFA、LPA、CACDA）,N-TWD时间复杂度较低,总体获取的社团模块度值更高。     

在3D-Mesh网络中的两种路由研究

在研究并行计算机系统容错时,路由算法是一个极为重要的研究课题。主要研究的是自适应路由算法和确定性路由算法在3D-Mesh网络上的性能。在每个结点具有独立的出错概率的模型下,提出的方法使得能够严格地推导出路由算法的成功概率,从而能够对算法进行分析和比较。研究结果表明,自适应路由算法具有明显的优势。一方面,自适应路由算法基于局部信息而变得高效;另一方面,自适应路由算法对于结点出错和网络规模具有更好的健壮性,而使其具有更高的成功概率。     

混沌遗传算法在时延约束选播路由中的应用

为解决遗传算法应用于选播路由时存在的易于陷入局部最优问题,结合混沌扰动算子和相异度方法,提出了一种基于改进的遗传算法的选播路由算法。仿真实验结果表明,该算法具有较强的全局搜索能力,较好地解决了“早熟”收敛问题,能够快速、有效地从多个选播成员中找到满足带宽约束和时延限制,且代价最小的最优路径。通过分析仿真实验数据,证明了算法具有较快的收敛速度,且提高了找到最优解的成功率。     

基于自组织聚类及自决定聚首的路由算法

针对结构化对等网系统的拓扑失配问题,提出一种基于自组织聚类及自决定聚首的路由算法。该算法为每个节点设置不同的聚类邻居集,每个节点根据自己的能力决定是否成为自己邻居集的聚首。节点资源的查找按照自身邻居集查找、聚首邻居集查找及常规算法查找3步进行。实验结果表明,改进后算法具有较高的路由查找成功率,可较好地解决拓扑失配问题。     

基于自组织聚类及自决定聚首的路由算法

针对结构化对等网系统的拓扑失配问题,提出一种基于自组织聚类及自决定聚首的路由算法。该算法为每个节点设置不同的聚类邻居集,每个节点根据自己的能力决定是否成为自己邻居集的聚首。节点资源的查找按照自身邻居集查找、聚首邻居集查找及常规算法查找3步进行。实验结果表明,改进后算法具有较高的路由查找成功率,可较好地解决拓扑失配问题。     

一种基于蚁群算法的能量有效WSN分簇算法

由于无线传感器网络节点的能量限制,如何延长网络和节点的寿命成为其核心问题之一。LEACH协议是WSN中的低功耗白适应分层路由算法,但由于其随机性的特点,难以形成最优拓扑结构,同时分簇时未考虑簇头节点剩余能量,节点能耗分布不平均。本文提出一种考虑能量有效的基于ACO的分簇算法,通过群集作用动态选择簇头节点,延长了网络寿命,仿真结果表明其性能优于LEACH。     

动力线载波传感控制网络的权值分簇组网

为提高动力线载波传感控制网络拓扑结构的可靠性和稳定性,讨论并提出一种改进的基于加权的交叠分簇算法。该算法集合节点的节点度、信号衰减强度两种因素计算各个节点的权值。通过比较入簇节点的权值大小,选择退出或者加入簇来对网络进行动态分簇。实验结果表明,该算法减小了网络的路由开销,缩短了组网总时间,提高了负载均衡度,在动力线载波传感控制网络组网上具有一定的有效性。     

基于Ad Hoc网络的SMR优化算法的研究

SMR是一种基于DSR算法的多路径路由算法,这种算法的本身具有明显的局限性。第一,它可能在存在多条不相关多路径路由的情况下选择两条相关多路径路由作为最后的主路由与备份路由;第二,它在目的节点只收到一个RREQ分组的情况下只生成一条主路由,而实际可能存在多条传输线路。针对SMR算法的局限性,本文提出一种改进的SMR算法—ISMR,该算法保证了两条路由的形成,保证了在存在多条不相关多路径路由情况下,一定会生成两条不相关多路径路由。