基于RSSI的无线传感网络梯度分簇算法

无线传感器网络(WSN)通常采用分簇结构以减少通信量,降低网络的能量消耗。针对无线传感网在数据收集模式下节点的负载不均衡问题,提出一种基于可接收信号强度指示（RSSI）的WSN梯度分簇(RGC)算法,以节点RSSI值为基础建立梯度,形成层次性结构。从具有不同梯度与相同梯度的相邻簇首节点两方面着手,设计了负载均衡的分簇算法,有效降低其复杂度和能耗,延长网络生命周期。实验证明了该算法的正确性和有效性。     

基于负载均衡的WSN非均匀分簇算法

针对分簇的无线传感器网络(WSN)中负载不均衡问题,提出一种实现节点负载均衡的WSN非均匀分簇算法。引入非均匀簇机制计算出最优的网络分簇数量,通过调整节点的簇首归属来控制网络的分簇的大小,形成合理的网络拓扑结构。仿真实验结果证明,该算法能有效均衡网络的节点负载,降低节点能耗,延长网络的生存时间。     

基于等级的无线传感网自适应分簇算法

为解决现有无线传感器网络（WSN）分簇算法难以同时兼顾其异构性和移动性,从而引发网络寿命较短、网络数据吞吐量较低等问题,提出了基于节点等级的自适应分簇算法。该算法按轮运行,每轮分为自适应分簇、簇建立、数据传输三个阶段。为解决节点移动性引发的簇首数目和成簇规模不合理的问题,在自适应分簇阶段,根据子区域内节点数目变化对相应子区域进行细化或就近合并,以确保每个子区域内节点数目在合理范围内。在簇建立阶段,选举簇内等级最高的节点为簇首,解决异构性引发的部分节点能耗过快、网络寿命缩短的问题;节点等级除考虑节点剩余能量外,还结合WSN实际应用,由节点剩余能量、能量消耗速率、到基站的距离、到簇内其他节点的距离综合决定。基于OMNeT++和Matlab的仿真实验结果表明,在节点移动速度为0~0.6 m/s的能量异构WSN环境下,较移动低功耗自适应集簇分层（LEACH-Mobile）算法和分布式能量有效分簇（DEEC）算法,运用所提算法分簇的WSN寿命延长了30.9%以上,网络数据吞吐量是其他两种算法分簇的网络的1.15倍以上。     

基于聚类分析的能耗均衡无线传感器网络分簇算法

为降低并均衡无线传感器网络(WSN)中传感器节点的能量消耗,提出一种基于最优传输距离和K-means聚类的WSN分簇算法。根据层次聚类算法建立聚类特征树,将聚类特征树中的叶节点视为一个簇,并使每个簇控制在最优传输距离内,实现簇内节点的能耗均衡。通过目标函数对K-means聚类簇进行优化,保证簇内节点数目的均匀分布,并在考虑剩余能量和地理位置的基础上完成节点数据传输。实验结果表明,该算法在均衡网络能耗的同时,可有效延长网络生命周期。     

一种基于分簇的3D-RSSI的定位算法

节点定位是无线传感器网络的重要支撑技术之一,本文提出了一种适用于大规模无线传感器网络的分布式分簇定位算法。相比于集中式算法而言,本文提出的分簇式算法更适用于大规模无线传感器网络,不仅算法的复杂度低,而且通信量小,鲁棒性较好。在三维空间中随机分布节点,仿真结果表明,本文所提出的算法能取得较好的定位效果。     

WSN中基于节点密度优化的DB-K-means分簇算法

本文针对WSN(Wireless Sensor Network,无线传感网)中传统LEACH协议分簇算法存在簇头随机选举、分簇不均匀的缺陷提出一种基于节点分布密度思想改进的DB-K-means算法用于LEACH协议的簇头选举与建簇过程。算法首先根据节点的分布密度确定最优分簇数目,再根据节点分布密度将节点分为核心节点、边缘节点、孤立节点。从核心节点中根据加权度量准则选择簇头,接着利用K-means算法完成其余节点的分簇。仿真结果表明,DB-K-means分簇算法能够有效克服K-means算法的缺陷,提升了分簇的准确性,有效延长了网络生存时间。     

一种基于预测的WSN非均衡分簇路由算法

无线传感器网络由部署在一定区域内大量传感器节点组成.针对无线传感器网络中分簇路由算法中存在的"热区"问题,提出了一种基于虚拟区域划分的非均衡簇路由算法.算法将簇划分的任务交由能量无限制的汇聚节点完成,使得靠近汇聚节点的内层簇的规模小于外层簇的规模.在簇的结构中引入了主、从簇头节点,从而实现了分布式簇头选举工作,同时在分簇过程中避免了每个阶段的能量消耗.将Markov预测模型引入到主簇头节点的更换过程中,从而避免了主簇头因为能量完全消耗而死亡,也避免了因为主簇头死亡而造成网络分割,降低网络的生存时间,利用NS2.26仿真平台对基于虚拟区域划分的非均衡簇路由算法进行了仿真验证,结果表明与传统路由算法相比,该算法延长了WSN的生存时间,有效提高了WSN网络健壮度.     

基于改进蚁群算法的WSN分簇路由机制研究

针对现有的用于无线传感器网络(WSN)的分簇路由协议,存在着所有簇头直接与汇聚节点通信、远离汇聚节点的簇头能量消耗过快等一系列的问题,根据蚁群算法(ACA)及WSN分簇路由算法的特点,对ACA进行改进并引入到WSN分簇路由机制中,提出一种基于改进蚁群算法的WSN分簇路由算法;该算法将到汇聚节点的距离设定为启发函数以找到簇头下沉的最佳路径和提高蚁群算法的效率,同时,在选择节点概率公式时将该节点的剩余能量考虑在内,在数据传输过程中,减少了簇头节点的能量消耗,进而实现节点能量的高效利用,增强网络的使用寿命。以实现网络通信的高效;通过仿真,结果表明,该算法是可行的、有效的。     

一种改进的基于WSN独立分簇的路由协议

针对现有WSN分簇路由算法的不足均衡网络能量消耗,引入一种新的基于竞争机制的无线传感器网络分簇路由协议,利用"屏蔽效应"控制簇头在簇中的分布和各簇成员节点数目,同时采用独立的簇头选举制度按轮仅在簇内广播簇头信息来减少簇头选举次数从而进一步节省能量。并采用基于阈值的单跳与多跳相结合的簇间通信方式。当与现有协议比较结果表明,新算法有效解决簇头分布不均的问题,能更好的均衡节点能量负载,其能量有效性也得到了很大的提高,延长了网络寿命。     

基于LEACH协议的助理簇头分簇算法

基于LEACH协议,提出助理簇头分簇算法。该算法能在无线传感器网络中根据簇头节点所处的地理位置、剩余能量及簇内成员节点数目,动态决定是否需要在簇内产生助理簇头,并在需要产生助理簇头的簇内选择合适的节点,从而减少簇头通信能耗,同时解决某些簇头与基站的通信问题。仿真结果表明,该算法能有效降低网络能耗、延长网络生存时间。     

基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法

针对传感器网络中的节点安全定位问题,提出一种基于声誉机制的安全定位算法。算法引入信标节点的相互监督机制,使用Beta分布来表示更新和整合信标节点的声誉值,通过簇头节点来收集并判断哪些信标节点是信誉值高的可信节点,并应用声誉模型来排除提供错误定位信息的恶意信标节点,提高了恶意信标节点的检测率,减少了定位误差,提高了定位系统的鲁棒性;通过仿真实验详细分析了定位算法的有效性和鲁棒性,所提算法适用于分布式传感器网络节点实现自身定位,且在定位精确性和安全性方面都有很大提升。     

An energy-efficient clustered distributed coding for large-scale wireless sensor networks

A wireless sensor network (WSN) usually consists of a large number of battery-powered low-cost sensors with limited data collection and processing capacity. In order to prolong the lifetime of the WSN with a target error performance, a novel clustered distributed coding framework, referred to as distributed multiple-sensor cooperative turbo coding (DMSCTC), is developed for a large-scale WSN with sensor grouped in cooperative cluster. In the proposed DMSCTC scheme, a simple forward error correction is employed at each sensor and a simple multi-sensor joint coding is adopted at the cluster head, while complicated joint iterative decoding is implemented only at the data collector. The proposed DMSCTC scheme achieves extra distributed coding gain and cooperative spatial diversity without introducing extra complexity burden on the sensors by transferring the complicated joint decoding process to the data collector. With the proposed scheme, the WSN can achieve the target error performance with less power consumption, thus prolonging its lifetime. The error performance and energy efficiency of the proposed DMSCTC scheme are analyzed, and followed by Monte Carlo simulations. Both analytical and simulation results show that the DMSCTC can substantially improve the energy efficiency of the clustered WSN.     

一种基于CKF的无线传感器网络分布式定位算法

为提高无线传感器网络节点定位的精度,降低算法计算复杂性,提出了一种基于容积卡尔曼滤波的无线传感器网络分布式节点定位算法。该算法假定移动锚节点按预定路径在传感区域移动,并周期性广播自身位置信标信息;每个未知位置节点首先收集多个锚节点信标信息及信号强度信息,然后估算出锚节点信标位置与未知节点的距离,最后在未知节点上运用容积卡尔曼滤波算法完成自身位置的分布式定位。仿真结果表明：本文所提算法具有优良的定位性能,定位精度和无迹卡尔曼滤波算法相当,明显优于极大似然估计定位算法,而计算复杂性则低于无迹卡尔曼滤波算法。     

基于射频识别和无线传感网融合技术的仓储定位方法研究

针对射频识别在大规模仓储定位环境下节点数量要求过高,有效覆盖面积较小问题,提出一种基于移动锚节点的二次定位方法。传统质心算法必须在节点的3度覆盖下才能有效定位,造成节点浪费。综合射频识别和无线传感网融合技术,构造一种新的锚节点,将传统定位过程中的节点划分为固定锚和移动锚,首先利用固定锚进行初步定位获得未知标签位置范围,然后利用定位向量判定移动锚的停止位置。最后,采用基于信号强度的加权质心定位算法,进行二次精确定位。仿真结果表明,该方法能有效减少锚节点数量,弥补射频信号覆盖不完全区域的定位,提高定位精度和覆盖范围,具有一定的实际应用价值。     

一种高斯噪声下基于最大分散度的WSN半定规划定位算法

基于最大分散度的概念,本文提出了一种新的高斯噪声下基于半定规划的WSN定位算法——MSDSDP算法。该算法将定位问题建模成一个将最大化网络分散度作为目标函数,由节点测量距离和噪声标准差确定的不等式作为约束条件的最优化问题,并将该最优化问题松弛为半定规划模型进行求解。分析及实验结果表明,该算法能有效地克服fullSDP节点估计位置向锚节点凸包中心汇聚的问题,在计算复杂度相同的情况下明显提高定位精度。将MSDSDP算法的结果作为初始点进行梯度搜索,能进一步提高定位精度。     

无线传感器节点定位中基准锚节点的选择研究

针对无线传感器节点精确定位问题,提出一种通过选择基准锚节点实现提高定位精度的改进最小二乘定位算法。目前最小二乘定位算法未能充分利用通过合理选择基准锚节点达到提高定位精度的作用,鉴于此,提出利用累积相对误差最小方法选择基准锚节点,然后,用最小二乘法定位待测节点。仿真结果表明,在较少的增加算法复杂度的基础上能够较大地提高定位精度。     

基于锚节点连通性的移动WSN定位优化算法

为提高传统移动无线传感网络非测距方式定位算法的节点定位精度、降低算法对锚节点密度的要求,提出一种基于网络中锚节点连通性的蒙特卡洛优化定位算法,并分析了其节点定位性能.算法首先引入平均锚节点连通度的概念来评价网络锚节点连通性,然后提出根据节点实时分布情况进行采样区域划分,并实时控制移动锚节点分布,提升网络的整体定位精度.仿真结果表明,相较于传统的移动无线传感网络中基于蒙特卡洛方法的节点定位算法,所提出的算法有效提升了整体的定位精度,并有效降低了算法对于锚节点密度的要求,提升了算法节点定位性能.     

基于RSSI测距的信标节点自校正定位算法

节点定位是无线传感器网络中的重要应用之一.为了有效抑制各种因素对无线传感器节点定位精度的影响,以三边定位算法为基础,提出了一种基于误差校正的定位算法.该算法通过测量信标节点之间的距离,获得信标节点RSSI值测量误差和网络的定位误差,并对误差进行补偿,从而提高整个网络的定位精度.实验结果显示,该算法能明显提高定位精度和稳定性,具有普遍应用意义.