无线传感器网络中一种优化冲突的无状态地理转发协议

在无状态地理转发协议中,发送节点的下一跳转发节点由当前时刻所有适合的候选节点竞争产生。候选节点在发回CTS报文竞争转发权时存在较高的冲突概率,严重影响协议性能。针对CTS冲突问题,本文提出了一种新的无状态地理转发协议,允许发送节点在RTS报文中将近期使用过的若干转发节点显式指定为首选转发节点。当RTS发出后,若存在命中的首选转发节点,则可完全避免CTS冲突,而当所有首选转发节点皆未命中时,仍可由竞争方式产生转发节点。协议中同时给出了一种高效的CTS冲突解决算法。理论分析和仿真实验证明了该协议相对于已有同类协议的优越性。     

移动传感器网络中一种基于接收者的跨层传输协议

移动传感器网络中节点的移动引起网络拓扑动态变化,数据源节点到Sink节点之间往往不存在稳定的通信路径,从而对数据传输协议提出了更高的要求.基于接收者的路由不需要建立数据源节点到Sink节点的全局路由,而是由发送节点的邻居节点根据自身的位置信息按一定规则参与转发权的竞争,动态地生成下一跳的转发路径,因此能够应用于移动传感器网络.针对移动传感器网络的特性以及现有相关协议存在的缺陷,提出了一种基于接收者的跨层传输协议.该协议优化了转发优先度计算方法,设计了一种自适应的转发申请信息发送机制,采用双信道通信模式解决了转发权竞争过程中的数据碰撞和多播抑制问题,并提出了一种简单高效的路由空洞逾越机制.仿真实验表明,该协议在通信开销、传输时延以及可靠性等方面具有较好的性能.     

采用转发优先级的水下传感网络的机会路由

机会路由OR(Opportunistic Routing)在水下传感网络中广泛应用。然而,现存OR协议忽略了一个问题:转发节点采用恒定转发优先级,其加剧了部分节点的能耗,也未能平衡节点间的能量消耗。为此,提出基于轮换转发优先级的机会路由RFP-OR(Rotating Forwarding Priority-based OR)。RFP-OR路由利用节点剩余能量,链路可靠性和水压差值构建候选转发节点集,再计算候选转发节点集内每个节点的适度值,并依据适度值给节点设置转发优先级。最后,依据节点的转发优先级设置定时器,进而产生下一跳转发节点。仿真数据表明,提出的RFP-OR路由的活动节点数得到有效的提高,并且数据包传递率也得到了提升。     

基于无线传感器网络的路由协议

把成百上千的价格便宜的微传感器节点组成网络,并且智能地把所有单个节点搜集到的信息融合,使用者就可以精确地采集远方区域上他感兴趣的信息。这些无线网络的路由协议必须健壮性很强,节省能量并且延迟很小。基于经典的LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)协议,提出了对它的改进:主要是使用了新的策略来确定最优的簇数目。最后,该文算法和多跳路由、直接路由、LEACH进行了仿真比较,结果证明使用该文算法后系统的生存时间增长。     

A Novel MAC Protocol for Wireless Sensor Networks

通过对MAC协议运行原理、具有的优缺点、目前所存在的问题以及网络中信道接入机制和能效问题进行分析的基础上,给出一种侦听/睡眠和CDMA相结合的混合MAC协议,此协议采用周期性侦听/睡眠机制和CDMA技术来保证数据的流畅传输,从而实现能量的有效利用.最后,利用仿真软件NS2证明新方法的优越性和高效性.     

一种基于簇的无线传感器网MAC协议

MAC协议对无线传感网络的运行和性能具有重要的影响。为此,分析了基于簇的无线传感器网络的MAC协议,针对它们存在的缺陷,提出了一种新的基于簇的MAC协议(C-MAC)。该协议能够根据簇成员节点数目和通信负载动态地改变TDMA帧的长度,减少节点的空闲侦听时间,提高信道的利用率,从而延长网络的生命周期。模拟结果显示,该协议在数据包延迟、能量消耗和数据包接收率等性能上有很大提高。     

无线传感器网络中基于协作的包转发研究

运用博弈论的观点和方法来解决传感器网络中的包转发问题．为传感器网络建立了包转发模型，分析了节点参与包转发会话所获得的帕累托最优效用．提出了基于帕累托最优效用的包转发算法POUPF，并证明了该算法能够建立纳什均衡以保证每个节点都获得帕累托最优效用．仿真结果表明：POUPF能够有效促进节点自发合作，确保了每个节点获得帕累托最优效用；任何偏离POUPF节点的包转发行为都会导致所有节点效用的下降．     

一种高可靠的多通道MAC协议

针对工业无线传感器网络的应用需求和射频环境特点,提出了一种高可靠的多通道MAC协议CHNP.协议中给出了一种基于协商模式通道切换机制的MAC架构,并基于该架构给出了一种通道切换模式选择算法和一种自适应传输机制.前者可以实现更高程度的并发传输,而后者可在动态变化的射频条件下自适应地选择高质量通道进行传输.仿真表明,与已有多通道协议相比,CHNP可大幅提高网络的吞吐量、分组到达率以及MAC层延迟性能,并具有更好的抗干扰能力.     

一种基于预约的无线传感器网络MAC协议

无线传感器网络要求的能量高效,低延时,使得MAC协议的设计充满挑战.近来已经提出了很多基于簇的MAC协议,为减少冲突在簇内部采用TDMA方式来协调簇内各个节点的传输.本文提出了一种在采用簇结构的基础上,使用预约方式来发送数据的R-MAC(Reservation-MAC)协议.当争用节点少的时候,采用随机争用方式来预约数据的发送;在争用节点多的时候,采用时隙争用方式来预约数据的发送.分析表明,R-MAC能够有效的降低能耗和减少延迟.     

一种新的无线传感器网络MAC协议

针对SMAC协议退避机制的缺陷,提出一种新的MAC协议——自适应SMAC。在SMAC的基础上引入指数退避机制,引用马尔可夫分析模型对退避关键性能参数进行理论分析,根据分析结果引入信道忙计数器。使节点能根据该计数器估计信道的拥塞程度,自适应地改变竞争窗I：1大小以减少碰撞,提高能量效率和吞吐率。仿真结果表明,新方案的能量效率和吞吐率相对于SMAC有明显提高。     

无线传感器网络的路由协议

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,路由协议是其组网的基础;在综合大量路由协议和算法文献的基础上,对现有的无线传感器网络路由协议进行了归纳,初步对其进行了分类,介绍了几个典型的方案,并对各种方案进行了对分析,指出了其优缺点和发展趋势.     

轻量级的无线传感器网络选择性转发攻击检测

为了抵抗无线传感器网络(WSNs)选择性转发攻击,提出一种轻量级的无线传感器网络选择性转发攻击检测方案(LSFAD).LSFAD方案通过计算并比较路径的平均丢包率和路径的正常丢包率检测选择性转发攻击路径,通过计算每个节点的平均丢包率和正常丢包率检测定位恶意链路.LSFAD方案设计简单,不需要任何监听节点,不需要任何复杂...     

一种适用于无线传感器网络的功率控制MAC协议

功率控制技术通过减少节点的发射功率来降低能耗,但节点间不对称的发射功率会增加网络的冲突概率并降低吞吐量.根据实际环境中的节点部署情况,引入了基于Pareto分布的系统模型.研究了传感器网络中功率控制技术在节省能量方面的性能,提出了一种基于SMAC(sensor-MAC)可适用于无线传感器网络的功率控制MAC(media access control)协议.此协议使用功率控制调度算法选择最优相邻节点,使网络中节点的拓扑连接得到优化,在保证网络连通性的同时,降低通信的冲突率,扩大网络的吞吐量.信息的传递以最优功率发射,并使通信节点具有反作用冲突节点的能力,从而在降低网络能耗的同时保证了节点间通信的公平性.实验仿真结果显示,与现有的几种重要方案相比,新的功率控制MAC协议使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间.     

一种新颖的无线传感器网络双向路由协议

目前对于传感器网络路由协议的研究越来越引起科学和工程界的广泛重视,但对于双向路由协议的研究还相对比较少,这是由于在传感器网络中,现有带宽对上行和下行链路同时工作支持得并不是很充分。一般来说,基于树型结构的上行路由被用来从感知节点接收数据,而下行路由一般以泛洪的方式广播兴趣信息到感知节点,这导致在下行链路上经常出现过载的情况。本文基于新颖的地址标记方式提出了一个有效的传感器网络双向链路路由协议,而且该方式在每个节点上只占用很小的地址空间。仿真结果表明,相对于传统的泛洪方式的路由协议来说,我们所提出的路由协议所产生的控制包数量远远小于已有路由协议。     

一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%.但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成" 热区"的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法(CEUC) .改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量.仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间.     

一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%。但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成＂热区＂的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法（CEUC）。改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

无线传感器网络的安全地理位置跨层协议

许多无线传感器网络(WSN)协议设计过程中,没有考虑到安全问题。提出一种安全地理位置跨层协议(Secure Geo-graphic Integrated Protocol,SGIP)。在安全协议的设计过程中,同时考虑了安全引导过程。首先改进了基于位置的密钥引导方案,使其不但充分利用地理信息,而且可以同时为广播包和单播包加密,并且转发区域内所有节点都与源节点有共享密钥。在此基础上,采用基于MAC层竞争的地理路由选择算法,并对不同数据包采用不同的加密方式,设计了安全的路由/MAC跨层协议。分析表明协议具有很好的安全性能,并且开销较小。     

一种容错的无线传感器网络聚类路由协议

本文给出一种新的容错的无线传感器网络聚类路由协议FTCRP （Fault-Tolerant Cluster-Based Routing Protocol）,新协议首先使用LEACH中的方法对节点进行分簇,再利用握手（Handshake）机制监测簇头CH（Cluster-Head）节点和非簇头NCH（Non-Cluster-Head）节点的工作状态--若CH节点失效,则NCH节点休眠;若NCH节点失效,则剩余的NCH节点等分帧内时间以增加数据发送量.与已有的容错协议相比,新协议具有简单、容易实现及高效等优点.仿真实验表明,当节点失效概率在0.1到0.2之间时,新协议与LEACH相比,收集的数据量增加10%-15%,网络生存时间延长25%-45%;与CRAM相比,收集的数据量增加5%-20%,网络生存时间延长15%-35%.     

与位置无关的无线传感器网络连通性覆盖协议

解决在没有节点位置信息的情况下,如何能量有效地保证网络连通性覆盖的问题.分析了节点覆盖与区域覆盖之间的关系,并给出了节点覆盖等于区域覆盖的充分必要条件.根据分析结果,基于构建连通支配集CDS(connected dominating set)的Rule K算法,提出了一种与节点位置无关网络连通性覆盖协议LICCP(location-independent connected coverage protocol).在LICCP协议中,每个节点根据本地节点密度选择合适的通信范围,利用Rule K算法选出的工作节点提供高质量的网络连通性覆盖.模拟实验结果表明,LICCP协议能够在较长时间内能量有效地提供高质量的网络覆盖,并保证网络的连通性.     

无线传感器网络中基于节点密度的簇算法

能量有效的路由协议对于无线传感器网络至关重要,它能够延长整个网络的生存时间.首先简要介绍了无线传感器网络中的路由算法,分析了Leach算法的优缺点.在Leach的基础上,结合节点密度,提出了一种基于节点密度的簇算法.算法在选举簇头的过程中,能够根据节点密度均衡划分各个簇的规模,从而平衡各簇的网络负载,降低网络中能量分布的不均.仿真表明,与Leach相比,该算法延长了网络生存时间,降低了能耗.