移动无线传感器网络连通性自主恢复算法

无线传感器网络(WSNs)中关键节点故障会将网络分割成多个不连通的分区,给网络性能带来严重影响.而无线传感器网络往往布置在人工难以干预的偏僻恶劣环境中,网络连通性的自主恢复尤其重要.提出一种自主网络分区检测和连通性恢复(APDCR)策略,容忍无线传感器网络中关键节点的故障.APDCR首先基于1跳邻居和部分2跳邻居信息提出一种新的关键节点识别算法,然后给出关键节点的备用节点的选取算法和网络连通性恢复算法,最后扩展算法处理两个节点同时故障时网络不连通问题(2-APDCR).模拟实验结果表明了算法APDCR的有效性.     

基于最小连通支配集的无线传感器网络容错研究

过多的跳数对于无线传感器网络容错是不利的。无线传感器网络以往的研究中最小连通支配集主要是作为骨干网来使用,通过结合度来构建最小连通支配集,使得所构建的最小连通支配集不仅具备骨干网的功能,还具有容错的作用。提出了构建具有容错作用的基于度的最小连通支配集算法,仿真证明该算法可以有效地减少无线传感器网络的跳数,从而达到增强无线传感器网络容错的目的。     

基于跳数场的无线传感器网络路由协议研究

研究了无线传感器网络路由机制;在分析了基于跳数场的多径路由协议的基础上,针对其存在节点负载不均衡的缺陷,提出了新的局部动态改变节点功率的路由算法,该算法在建立跳数场时选取出一跳扩展节点来分担一跳节点的负担,在数据传输过程中使用基于节点剩余能量和连通度的加权函数值作为转发节点的选择依据,均衡了中间节点的能耗;仿真实验表明,新的算法能够有效均衡负载,延长网络生存期.     

无线传感器网络的3连通多跳控制集

无线传感器网络的一个虚拟骨干是一个节点子集,虚拟骨干中的节点负责相关的路由任务。设计的虚拟骨干越小,网络的相关开销就越少,虚拟骨干的大小是衡量虚拟骨干质量的关键因素。通常,单位圆盘图被用来模拟一个无线传感器网络。在无线传感器网络中寻找最小虚拟骨干问题可以抽象为求单位圆盘图中的最小连通控制集问题。然而,求单位圆盘图中的最小连通控制集问题是NP难问题,许多工作都是致力于寻找最小连通控制集的近似算法。无线传感器网络中构造3连通多跳控制集可以有效地减小连通控制集的大小和节点间转发的信息总数,是寻找最小虚拟骨干的有效近似。为此提出了一个无线传感器网络中构造3连通多跳控制集的算法,获◢得一个大小不超过5（2r+2β+1）（r+1）β|U*△|-10（2+β）（r+1）-5r-12的3连通多跳控制集。最后通过仿◣真实验对提出的算法性能作了相应分析,实验结果符合算法的预期效果。     

无线传感器网络中一种基于分簇的节点调度算法

本文研究m覆盖与连通的无线传感器网络中的节点调度问题,提出了一种两跳簇的概念,并在此基础上提出了一种新的节点调度算法.该算法可在不知道节点位置信息的情况下,将无线传感器网络中的所有节点较为均匀地指派到k(km)个不同的分组{0,1,...,k1}之中,且可同时保证每个分组中的节点具有全局连通性与较高的网络覆盖率.理论分析与实验结果表明,该算法具有比传统随机调度方法更好的节点调度性能,可更加有效地延长无线传感器网络的生命周期.     

基于多分支虚拟槽节点的无线传感器网络路由算法研究

基于生成树理论,本文提出一种基于多分支虚拟槽节点的无线传感器网络路由算法.算法将无线传感器网络的原有单一汇聚节点(Sink节点)扩充为一组无环连通点集,称为虚拟槽节点以覆盖全网.并融合表驱动路由和按需驱动路由的优点实现数据的高效汇集.本文通过理论计算确定最优虚拟槽节点选取方式,并提出两跳邻居算法实现路由.经仿真实验,算法可保证网络内任意节点两跳可达虚拟槽节点,并通过分析仿真数据论证算法的有效性.     

无线传感器网络分布式连通算法

针对离散目标覆盖集的连通问题,设计了一种分布式构造连通集的算法,这种算法并不要求网络的全局信息,仅仅依赖每个节点的3跳内的邻居信息;对于大规模密集型的无线传感器网络,这种分布式算法更适合无线传感器网络的实际应用。     

新颖的无线传感器网络组网算法

为有效解决无线传感器网络的网络维护困难性问题,研究性能更好的网络组网算法是一种有效的解决手段．本文给出了无线传感器网络体系结构模型及其连通性定义,在此基础上本文提出了一个具有网络连通性能好的无线传感器网络组网算法并进行了仿真分析,由该算法构成的无线传感器网络不仅具有连通性能好,而且具有保护网络节点能量和控制网络功率的优良特点,所以在传感器网络实际应用中有着光明的前景．     

基于混合量子进化算法的高效节能无线传感器网络路由算法

在无线传感器网络中,层次型路由算法能减少节点能量消耗和延长网络生存周期.因此在LEACH算法和PEGASIS算法的基础上,提出了一种基于混合量子进化算法的高效节能的无线传感器网络路由算法HERA.该算法中把网络分为多个簇,每个簇中的节点连接成为一条多跳通讯链路,并使用混合量子进化算法来得到最优的分簇组链方式,以减少链路...     

克隆选择的无线传感器网络拓扑优化方法

为提高无线传感器网络能量利用率,建立连通支配集的无线传感器网络数学模型,将完全连通下最少工作节点个数问题转化为最小连通支配集的求解问题;通过改进的克隆选择算法求解能耗最优的无线传感器网络拓扑结构;Matlab仿真表明,改进克隆选择算法可优化无线传感器网络拓扑结构,较克隆选择算法有更好的运算效率和收敛速度;文章既为无线传感器网络拓扑提供一种可行的优化方法,也为无线传感器的实际应用提供参考。     

Energy-efficient cooperative routing in BER constrained multishop networks

Due to the limited energy supplies of nodes, in many applications like wireless sensor networks energy-efficiency is crucial for extending the lifetime of these networks. We study the routing problem for multihop wireless ad hoc networks based on cooperative transmission. The source node wants to transmit messages to a single destination. Other nodes in the network may operate as relay nodes. In this paper, we propose a cooperative multihop routing for the purpose of power savings, constrained on a required bit error rate (BER) at the destination. We derive analytical results for line and grid network topologies. It is shown that energy savings of 100% are achievable in line and grid networks with a large number of nodes for BER = 10⁻⁴ constraint at the destination.     

网络编码下不可靠自组织网络高效路由算法

无线自组织网络(wireless ad hoc network)中链路的不可靠性与高丢包率是影响网络性能和应用的主要缺陷.为了优化多跳的不可靠无线网络中完成数据传输所需的数据分组发送次数,提出了融合路径切换思想的基于网络编码的路由协议(network coding routing with path switching,简称NCPS).为了发现潜在的适合网络编码的路径,首先分析并提出了网络中路径可编码与可解码条件;其次对比于传统的最优路径,分析得出了在网络编码下路径切换所能获取的编码收益;最后以优化网络中数据分组发送次数为目标,设计了网络编码下结合路径切换的路由协议.实验结果表明,在不同的网络环境参数下,NCPS能够有效减少网络中的数据发送次数,获取稳定的编码收益.     

Balancing Energy Consumption to Maximize Network Lifetime in Data-Gathering Sensor Networks

Unbalanced energy consumption is an inherent problem in wireless sensor networks characterized by multihop routing and many-to-one traffic pattern, and this uneven energy dissipation can significantly reduce network lifetime. In this paper, we study the problem of maximizing network lifetime through balancing energy consumption for uniformly deployed data-gathering sensor networks. We formulate the energy consumption balancing problem as an optimal transmitting data distribution problem by combining the ideas of corona-based network division and mixed-routing strategy together with data aggregation. We first propose a localized zone-based routing scheme that guarantees balanced energy consumption among nodes within each corona. We then design an offline centralized algorithm with time complexity O(n) (n is the number of coronas) to solve the transmitting data distribution problem aimed at balancing energy consumption among nodes in different coronas. The approach for computing the optimal number of coronas in terms of maximizing network lifetime is also presented. Based on the mathematical model, an energy-balanced data gathering (EBDG) protocol is designed and the solution for extending EBDG to large-scale data-gathering sensor networks is also presented. Simulation results demonstrate that EBDG significantly outperforms conventional multihop transmission schemes, direct transmission schemes, and cluster-head rotation schemes in terms of network lifetime.     

无线传感器网络中的OPNET仿真模型的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛地应用于恶劣环境和军事领域中。该文通过对无线传感器网络特点的分析，提出了基于信道接入的多跳分簇网络结构，给出了OPNET仿真模型，分析了相关仿真结果。     

基于蚁群算法的多路径多约束QoS路由研究

多路径多约束服务质量（Quality of Service,QoS）路由问题是无线传感器网络的核心问题之一,由于网络拓扑的不断变化及链路的固有的不精确性,解决这个问题具有很大的挑战性。首先给出无线传感器网络中QoS路由问题描述及调和蚁群算法（Ant Colony Optimization,ACO）的基本算法步骤及其特点。然后在分析了蚁群算法应用于QoS路由问题的可能性的基础上,给出了调和蚁群算法解决多路径多约束QoS问题的算法。最后通过仿真实例得到满意的结果。     

无线传感器网络路由算法仿真模型的研究

随着计算机技术、网络技术、无线通信技术的发展,当前在通信领域形成了一种无线传感器网络,无线传感器网络有诸多优势和功能,应用范围非常广,因为自身的特点,使得无线传感器网络的发展、技术等面临着新的挑战。无线传感器网络从组成到功能均和传统的无线通信网络不同,无线传感器网络的路由算法在不断地创新和突破。在无线传感器网络路由算法的设计中,需要将所有的资源高效利用放在首位,建立路由计算仿真模型。针对无线传感器网络路由算法的仿真模型进行了研究分析。     

基于规则引擎的无线传感器网络动态路由系统

无线传感器网络路由协议往往是针对特定的任务类型和网络状态设计的,动态路由系统可以在运行时,自适应地选择性能最优的路由协议.利用规则引擎设计了一种无线传感器网络动态路由系统.采用了模块化的设计方法,使得多路由协议共存时可以共享资源.利用规则引擎的灵活性和智能性实现路由协议的自适应切换机制.实验结果显示,在多任务网络环境下,动态路由在满足服务质量的同时可以有效地降低网络能耗.     

基于Hopfield神经网络算法的WSN路径优化

针对无线传感器网络（WSN）能量有限的特点,提出一种新的基于Hopfield神经网络的路由优化算法,同时给出能量函数各参数之间的关系。通过Matlab软件对不同规模的网络进行仿真,仿真结果表明,该算法是可行的。     

基于遗传算法的无线传感器网络路由协议研究*

针对无线传感器网络能量受限、建立高效路由困难等特点,将遗传算法应用于无线传感器网络路由协议中,提出了一种快速构建无线传感器网络最优路径方法。采用可变长度染色体编码,采取选择、交叉和变异操作,充分利用基站的信息资源和强大计算功能,逼近无线传感器网络最优路径。仿真结果表明,基于遗传算法的无线传感器网络路由协议可以有效延长无线传感器网络的生命周期,改善网络性能。     

无线传感器网络路由协议分类研究

无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关。传统网络及移动自组织网络的路由协议不能有效地用于无线传感器网络,因而研究人员提出了众多的路由协议。在介绍了无线传感器网络的特点及路由协议设计的关键问题之后,总结分析了现存的路由协议的分类方法,并对各类路由协议从路由策略、路由协议的特点、性能等多方面进行了对比分析,指出了各类路由协议的优缺点及其包含的路由协议。最后总结出未来的研究热点和发展趋势。