能量均衡的WSN非均匀分簇路由算法

针对现有无线传感器网络（WSN）分层分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出一种能耗均衡的WSN非均匀分簇路由算法。该算法通过在已划分的非均匀区域中构建中间层达到均衡簇首和其他节点能耗的目的,实现WSN整体能耗均衡。实验结果表明,该算法能均衡WSN能耗负载,提高WSN的能量效率,延长100轮～200轮WSN生命周期。     

基于全局均衡策略的无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络的能耗均衡问题,提出了一种基于全局均衡策略的路由算法。该算法一方面利用基于区域划分的非均匀分簇方法均衡WSN数据收集汇聚树纵向上簇头之间的能耗;另一方面应用基于能耗与剩余能量复合权值的Dijkstra算法优化簇间路由——降低传输能耗并分摊数据转发任务,以均衡汇聚树横向上簇头之间的能耗。仿真实验结果表明,该路由算法能够有效地均衡网络中节点的能耗,显著延长网络的生存期。     

基于能耗量化传导的WSN路由探测算法

为了降低无线传感器网络(WSN)路由节点的能量损耗,提高网络的寿命周期,需要进行路由节点的优化分布设计。传统方法采用CSMA/CA有限竞争的信道分配模型进行WSN的路由探测算法设计,实现能量均衡,在节点规模较大和干扰较强时,节能的能耗开销较大。提出一种基于能耗量化传导的WSN路由探测算法,首先建立WSN的分簇能耗调度模型,以能量控制开销、丢包率、传输时延等为约束参量指标进行路由探测的控制目标函数的构建,然后采用路由冲突协调机制进行能耗量化分配,结合WSN传输信道的能量传导均衡模型实现WSN路由的优化探测和WSN节点的优化部署。仿真结果表明,采用该方法进行WSN路由探测设计时网络的能效较高,传输时延和误码率等参量指标的表现优于传统方法。     

一种能量有效的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络(WSN)中的热区问题,提出一种能量有效的WSN分簇路由算法EERA。以基站为圆心将整个感知区域划分为大小不等的圆环,依据节点剩余能量和相对位置选择簇首。簇间采用多跳路由传输数据,路由构建时考虑节点接收和发送数据能耗,将发送距离限制在阈值之内且尽量减少中转次数,簇首节点在稳定传输阶段动态改变转发路径。仿真结果表明,EERA能有效降低网络能耗,均衡网络节点的能耗,延长网络生命周期。     

无线传感器网络能耗均衡路由模型及算法

在综合考虑传感器网络中节点链路接入、数据包传输能耗及节点剩余能量的基础上,提出了一种自适应能耗均衡路由策略,并给出了相应的数学最优化模型及求解算法.优化的目标是均衡网络能耗,进而最大化网络寿命.首先采用跨层分析的方法设计了符合传感器节点计算能力的分布式动态路由树生成算法及各节点的路由选择策略函数;然后通过构造一个双层规划模型使传感器网络的整体能耗趋向均衡,尽可能地延长网络寿命.一个数值例子说明,提出的路由选择策略、双层规划模型及求解算法是可行且有效的.     

WSN中面向数据源搜索的MA任播路由策略

为了减少传感器节点的能耗,延长无线传感器网络的生命周期,将任播运用到WSN的MA路由之中,提出了一种面向数据源搜索的移动代理路由策略。首先利用人工免疫系统的多样性和自适应的特点,找出MA访问数据源的最佳顺序,然后利用基于能量限制的任播算法,在一个数据源的多个感知节点中,选择满足能量条件的节点进行迁移。仿真实验表明,该策略能够以最小代价访问各个数据源,且均衡地使用网络各节点的能量,从而延长了WSN的生存周期,具有较好的通用性。     

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

针对无线传感器网络最小跳数路由协议数据包多路径冗余传输,能量消耗不均衡等问题,提出了一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议。该协议通过引入侦听机制在网络中建立传输路径,同时采用一种新的能量均衡策略解决关键节点能耗过快的问题,以有效延长网络寿命。通过自主研发的无线传感器网络仿真平台进行仿真,比较最小跳数路由协议和改进协议的性能。实验结果表明:改进协议能够很好的均衡网络能量消耗,提高网络能量有效性,延长了网络寿命。     

路由深度对Sink轨迹固定传感器网络的影响

无线传感器网络中,使用移动Sink进行数据采集能够减少网络节点死亡速度,延长网络时间,是最有效均衡网络负载的方法之一。在实际应用中,移动Sink通常采用固定路径策略,同时路由深度的改变直接影响网络拓扑和路由选择结果。比较了在不同路由深度下,采用4种典型固定策略的移动Sink网络的网络能耗、网络寿命和包延时。仿真结果表明:在较小的路由深度下,外边界策略能更好地降低节点能耗,延长网络寿命;内边界策略能取得更好的覆盖和较低的时延。     

改进的基于网络寿命的RPL路由协议

为提高无线传感器网络(WSN)的寿命,提出一个能量平衡路由协议的设计方案,该协议不再侧重于最小化所有节点的平均能量消耗,重点识别能量瓶颈节点,最大限度降低其能量消耗以达到网络寿命的最大化。定义一个估计的预期寿命(ELT),用该值度量这些瓶颈节点寿命,通过剩余能量和链路可靠性等约束条件,估计瓶颈节点的平均能耗,选择最优的路径,均衡能量消耗。实验结果表明,与预期发送次数(ETX)和剩余能量两种协议相比,该协议能够有效延长网络的寿命。     

基于链路质量的无线传感器网络任播路由协议

无线传感器网络(WSN)中,由于无线链路的链路质量问题,经常有传递失败导致重传耗费能量的现象出现。传统任播路由协议只以路由距离作为路由判据,而没有讨论链路质量问题,将其应用在WSN中会造成路由权重设置不合理。提出了基于链路质量的WSN任播路由协议,该协议在讨论链路质量的计算之上,以能耗均衡和系统能耗最小这两个因素决定任播路径的路由权重,并以参数α来权衡两者之间的关系。实验证明,在WSN中,相比传统任播路由协议,该协议能更有效地均衡能耗,减少系统能耗,从而优化网络生存期。     

多约束条件下能耗均衡的WSN路由算法的研究

无线传感器网络WSN节点自身的特点决定了能量的消耗成为评价网络路由协议优劣的重要指标。但如果仅仅从总能量消耗最少的目标来设计路由,可能会使得部分节点被过度地使用而过早死亡,从而影响整个网络的寿命。同时还可能由于一些可扩展性较差的节点被频繁地使用而造成整个网络路由的可扩展性较差。由此可见,WSN路由的设计需要考虑多个约束条件,如总能量的消耗、能量消耗的均衡性和路径的可扩展性。提出一种基于遗传算法的WSN路由算法,综合考虑约束条件,结合约束条件设计适应度函数,利用遗传算法求得最优解。仿真结果证实该算法的有效性。     

基于分层小生境蚁群算法的WSN中QoS组播路由研究

针对无线传感网络(WSN)的动态网络环境和能量约束的问题,在优化网络动态结构的基础上,提出用分层小生境蚁群算法求解WSN的QoS组播路由的方法.首先依据能耗将网络结构进行分簇分层优化并建立小生境,然后再结合蚁群算法优化QoS组播路由,最后进行能耗分析.该策略在保证能量最优的前提下,降低了路由的时间复杂度和空间复杂度,仿真结果表明了其有效性.     

Proportional Fairness Based Energy Efficient Routing in Wireless Sensor Network

Wireless Sensor Network (WSN) is an independent device that comprises a discrete collection of Sensor Nodes (SN) to sense environmental positions, device monitoring, and collection of information. Due to limited energy resources available at SN, the primary issue is to present an energy-efficient framework and conserve the energy while constructing a route path along with each sensor node. However, many energy-efficient techniques focused drastically on energy harvesting and reduced energy consumption but failed to support energy-efficient routing with minimal energy consumption in WSN. This paper presents an energy-efficient routing system called Energy-aware Proportional Fairness Multi-user Routing (EPFMR) framework in WSN. EPFMR is deployed in the WSN environment using the instance time. The request time sent for the route discovery is the foremost step designed in the EPFMR framework to reduce the energy consumption rate. The proportional fairness routing in WSN selects the best route path for the packet flow based on the relationship between the periods of requests between different SN. Route path discovered for packet flow also measure energy on multi-user route path using the Greedy Instance Fair Method (GIFM). The GIFM in EPFMR develops node dependent energy-efficient localized route path, improving the throughput. The energy-aware framework maximizes the throughput rate and performs experimental evaluation on factors such as energy consumption rate during routing, Throughput, RST, node density and average energy per packet in WSN. The Route Searching Time (RST) is reduced using the Boltzmann Distribution (BD), and as a result, the energy is minimized on multi-user WSN. Finally, GIFM applies an instance time difference-based route searching on WSN to attain an optimal energy minimization system. Experimental analysis shows that the EPFMR framework can reduce the RST by 23.47% and improve the throughput by 6.79% compared with the state-of-the-art works.     

WSN中基于能耗模型的簇树路由构建方法

目前针对数据融合的分簇路由缺少合理的分簇依据,可能会造成多余能量的消耗。为此,提出一种基于能耗模型的优选分簇树型路由构建方法。由经典树型能耗模型证明网络优选分簇理论的存在性,基于该理论给出优选分簇数据融合树算法,从而实现簇树路由的构建。仿真结果表明,该方法能提高网络整体能耗,延长网络生存周期。     

Energy-efficient multipath routing in wireless sensor network considering wireless interference

Due to the energy and resource constraints of a wireless sensor node in a wireless sensor network (WSN), design of energy-efficient multipath routing protocols is a crucial concern for WSN applications. To provide high-quality monitoring information, many WSN applications require high-rate data transmission. Multipath routing protocols are often used to increase the network transmission rate and throughput. Although large-scale WSN can be supported by high bandwidth backbone network, the WSN remains the bottleneck due to resource constraints of wireless sensors and the effects of wireless interference. In this paper, we propose a multipath energy-efficient routing protocol for WSN that considers wireless interference. In the proposed routing protocol, nodes in the interference zone of the discovered path are marked and not allowed to take part in the subsequent routing process. In this way, the quality of wireless communication is improved because the effects of wireless interference can be reduced as much as possible. The network load is distributed on multiple paths instead of concentrating on only one path, and node energy cost is more balanced for the entire wireless network. The routing protocol is simulated in NS2 software. Simulation result shows that the proposed routing protocol achieves lower energy cost and longer network lifetime than that in the literature.     

大规模无线传感器网络中基于P2P的路由模型研究

自适应系统是一类复杂系统,如何有效地支持此类系统的工程化开发,一直是软件工程领域的关注焦点。提出了一个基于Agent的模型驱动软件开发方法,试图将主流软件工程中的MDA技术与软件Agent技术相结合,从而为高效、高质量地开发复杂自适应多Agent系统提供方法学指导。该方法将基于组织抽象和ODAM+方法学所建立起来的模型视为平台无关模型,将基于SADE平台的实现模型视为平台相关模型,通过建立这两个不同抽象层次元模型间的映射关系,来实现从平台无关模型到平台相关模型以及最终代码框架的转换。介绍了集成MDA和Agent技术的软件方法学ODAM+,阐述了复杂自适应系统模型驱动开发的一组关键技术,包括不同层次的元模型以及它们之间的映射关系、模型转换规则和模型转换算法,最后分析了相应的支撑软件工具和应用验证情况。     

基于梯度的无线传感器网络能耗分析及能量空洞避免机制

在基于"梯度汇聚"模型的无线传感器网络 (Wireless sensor networks, WSNs)中, 因节点间能量消耗不平衡而引发的能量空洞一直是影响网络生存周期的重要原因. 本文分别分析了无通信干扰的自由空间环境和瑞利衰落环境下网络中节点的能量消耗,提出了一种基于节点能量非均匀分布的能量空洞避免机制,即根据节点的能耗水平为每个节点储备不同的初始能量.并结合通信干扰、休眠机制等因素,研究了基于"梯度汇聚"模型的无线传感器网络生存周期的上界和下界. 模拟结果表明,该机制提高了能量的利用效率,延长了网络的生存周期.     

能量负载均衡的无线传感网分组成簇协议

针对无线传感网（WSN）中分簇路由协议在簇首分布及节点能耗不均问题,提出了一种节点能量负载均衡的分组成簇算法。根据节点能量分组,并随着节点能量的减少动态调整分组个数,组内根据能量重心进行簇首选举,利用簇首轮转和簇间多跳路由进一步均衡节点能耗。仿真结果表明,该算法有效实现了负载均衡,并显著延长了网络的稳定期。     

无线传感器网络中的节能路由算法研究

对无线传感器网络的节点能耗不均衡和传输时延的问题进行了研究,提出一种新的路由算法。该算法通过建立最小跳数和对节点剩余能量的保护,使得数据包沿着能耗最优的路径向Sink节点发送。在MATLAB环境下对该机制进行了仿真实验。实验结果表明,该算法能降低能耗,均衡和延长网络生存时间。