能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

无线传感器网络环境自适应定位算法研究

节点自身定位是无线传感器网络应用的关键技术之一;针对基于接收信号强度指示(RSSI)的加权质心定位算法,研究了实际环境中节点的接收信号强度指示(RSSI)特性,考虑到RSSI测距模型中信号衰减因子等参数对测距精度的影响,根据信标节点闻距离和接收信号功率的关系利用最小二乘法在线拟合环境测距参数,从而获得适用的信号衰减模理进行测距,将估算的距离转换为权值,再结合质心算法实现定位;MATLAB仿真结果显示,文中算法比加权质心算法具有更好的环境自适应性和鲁棒性.     

无线传感器网络中能量有效自适应路由算法研究

针对无线传感器网络寿命最大化问题,基于无线传感器节点能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立无线传感器网络生存周期的数学优化模型,并针对最小能耗路由的能耗不均衡问题和能量均衡路由的能耗开销问题,综合考虑网络中节点的剩余能量和节点间发送数据的能耗,提出一个适合无线多跳传感器网络的自适应路由算法。仿真结果表明,提出的路由算法能充分地利用有限的能量资源,较大地延长网络生存周期。     

无线传感器网络中能量有效自适应路由算法研究

针对无线传感器网络寿命最大化问题,基于无线传感器节点能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立无线传感器网络生存周期的数学优化模型,并针对最小能耗路由的能耗不均衡问题和能量均衡路由的能耗开销问题,综合考虑网络中节点的剩余能量和节点间发送数据的能耗,提出一个适合无线多跳传感器网络的自适应路由算法。仿真结果表明,提出的路由算法能充分地利用有限的能量资源,较大地延长网络生存周期。     

无线传感器网络中ERARP拓扑控制算法

为了延长无线传感器网络的生命周期,进行了无线传感器网络中节能路由协议的探索性研究,提出了一种新的节能路由协议并将其具体实现.首先分析了传感器网络应用的特点以及设计和应用中的限制,综述了现有传感器网络中节能路由设计的方法,设计并实现了一种基于能量的半径自适应路由协议ERARP;然后在OPNET仿真平台上对该协议进行了仿真模拟;最后与无线传感器网络传统的两种节能路由协议基于信息协商的传感器网络协议和直接扩散协议在同等条件下针对节点能量使用、延迟、丢包率和吞吐量等四个性能评价指标进行了对比.结果表明,ERARP使得节点能够根据自身剩余能量的状况对节点的运行模式进行控制,同时对无线模块的收发半径进行动态调整,达到节能目的.     

大规模无线传感器网络自适应节能路由算法

在确保大规模无线传感器网络信息可靠传输的前提下,尽可能降低网络能量开销,提出了大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。针对长江三峡库区水质监测的具体应用环境,构建了网络模型,采用梯度型拓扑生成器生成网络拓扑,利用可以平衡负载的节能自适应算法进行最优路由选择,建立了应用于大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。在具有代表性的两种不同网络环境中,对该算法的节能效果进行测试,结果表明了算法的可行性和先进性;该算法能有效地将网络负载平均分配于整个网络中,减少网络的整体能量开销,延长整体网络的寿命。     

一种无线传感器网络环境自适应的定位算法*

针对基于接收信号强度指示(RSSI)的加权质心定位算法,研究了实际环境中节点的RSSI特性,利用加权多项式法在线拟合出信标节点间距离和接收信号功率的关系,从而不需要计算实际环境中信号衰减因子等参数而实现节点间测距,将估算的距离转换为合适的权值,再结合质心算法实现定位。MATLAB仿真结果表明,该算法具有更好的定位精度和更强的环境自适应性。     

无线传感器网络中一种自适应定位算法的实现

本文基于应用,采用事件触发机制,融合了两种已有的无线传感器网络节点自定位算法:质心算法和Dv-Hop算法,提出了一种自适应分级定位算法.该算法根据触发事件的级别使用循环求精的方法,使得定位结果满足不同的应用需求,实现了定位精度和能源开销的较好平衡.仿真实验结果显示,该算法能够满足不同的应用需求.     

无线传感器网络能源有效的拥塞控制算法

提出了一种能源有效的无线传感器网络拥塞控制算法。该算法基于缓冲队列使用情况进行拥塞检测,通过扩大拥塞反馈消息的覆盖范围来提高拥塞的缓解速度,使用倍数降低、线性增加的速率调节策略来保证网络吞吐量的稳定,并且在节点拥塞时根据一定策略丢弃数据包以提高网络传输的公平性。仿真实验表明,提出的算法不仅能有效地缓解网络拥塞、降低网络丢包率,还具有较好的能源有效性和网络传输的公平性。     

无线传感器网络能量均衡自适应分簇算法

针对无线传感器网络能量及存储计算能力等方面的限制,提出了一种能耗均匀的分簇算法EBAC,改进了LEACH协议的簇头选举过程,把节点剩余能量作为簇头选举的依据.实验结果表明,该算法能有效延长网络的生存时间,并且因为网络中能耗均衡,节点死亡时间非常接近(第一个和最后一个节点死亡时间只差约20轮),所以监测结果更加准确可靠.     

无线传感器网络跨层自适应唤醒算法研究

时钟同步与能耗有效性是无线传感器网络多跳传输关键问题.提出一种自适应唤醒算法,在MAC层和网络层进行跨层优化,节点按需自适应唤醒,实现多跳网络的协同传输,能够有效降低系统能耗.该算法不需要节点间的周期性同步,减少了频繁的包交换带来的数据冲突与能量浪费,从而提高了网络可靠性和能耗效率,提高了基于IEEE802.15.4标准的多跳网络的节能效率.为了验证算法有效性,工作分别在NS-2仿真环境和实际应用场景下进行了仿真与测试验证,结果表明在传输可靠性和节能效率上均由较大提高.跨层自适应唤醒算法可进一步推广到大规模异构自组织网络中.     

无线传感器网络抽样定位和求精算法

定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一。针对无线传感器网络低成本、低能耗的要求,提出一种抽样定位和求精的分布式算法。算法在第1阶段基于收到的锚节点信息进行抽样,形成节点的初始位置估计。在第2阶段对节点初始位置进行求精。仿真实验结果显示了该定位算法可以在1~2次求精情况下达到收敛,在样本量为20左右的较低阈值下实现较高的定位精度,在12%左右的锚节点比例下实现95%以上的定位覆盖率,并且与dv-hop和dv-distance定位算法比较,证明该算法分别可以提高20%和5%的定位精度。     

无线传感器网络高能效分簇路由算法

无线传感器网络与传统无线网络相比,网络节点在具有的电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命周期成为无线传感器网络的一个关键问题。在低功耗自适应分簇路由算法(LEACH)的基础上提出了一种改进算法,其主要思想在于根据监测区域面积、节点数目及基站位置来确定最优簇个数而不是低功耗自适应算法中的固定值。最后仿真结果表明,改进后的算法与LEACH算法相比,无论是在能量消耗还是网络生命周期方面都有较大的提高。     

基于CS 的无线传感器网络ReInForm-CS 路由算法

无线传感器网络在探测目标时会遇到处理能力和能量缺乏的问题．引进压缩感知（Compressed Sampling简称CS）理论来实现数据的汇聚重构时,传统的路由不能满足其要求．根据RelnForM路由特点,提出一种RelnForM-CS路由算法．该路由算法根据信号准确恢复所需观测矩阵的数目,建立相对应的路径．仿真实验结果表明此算法在满足可靠性传输的同时,也保证了相应的图像观测矩阵个数．     

无线传感器网络中能量高效的Top-k监测算法

传感器节点由于电源能量耗尽的原因经常失效或废弃,因此研究无线传感网的高能效查询处理算法具有重要意义.Top-k监测返回k个最大(或最小)的感知值及相应的位置信息,可以帮助用户检测异常事件并定位发生异常事件的位置,对于用户具有重要的实际意义.已有的Top-k查询处理算法致力于返回精确或近似的查询结果,通信能量开销较高.以最小化网内通信开销的期望为优化目标,提出了基于过滤器的Top-k监测算法.首先,提出了过滤器的健壮性并给出了通信开销模型;其次,根据期望的均值内涵和感知数据的时空相关性,给出了过滤器失败概率的计算公式;最后,以最小化通信开销的期望为优化目标,证明了健壮的过滤器的最优阈值,并提出了基于过滤器的Top-k监测算法(filter based Top-k monitoring algorithm, FTM).理论分析和实验结果验证了该算法的正确性以及低能耗性.     

通过功率控制建立密度自适应的分簇无线传感器网络

无线传感器网络的分簇密度是不定的,通过控制簇头发射功率将能使分簇密度控制在合理范围内.无线传感器网络的"簇头--成员"结构与CDMA的"基站--移动台"结构相似,可以采用CDMA的功率控制机制对无线传感器网络的最小ID分簇算法进行优化.改进后的算法和步骤得到了描述,并给出了控制簇头发射功率的流程图.     

一种高效自适应的无线传感器网络MAC协议

结合动态能量管理机制,对AC-MAC协议更合理地控制无线收发器的状态转换次数,即在保证了低延迟和高吞吐量的同时,又减少了潜在的能量消耗.     

一种高效节能的无线传感网络动态路由算法

无线传感网络是21世纪最具有影响力的技术之一。但是这在个网络中如何延长网络生命力和减少能量消耗是关键,所以就需要设计一个动态的、自适应的路由协议算法至关重要。在已存在的LEACH算法的基础上,提出了一种基于粗糙集的动态理由算法,该算法首先预测出无线传感网络中所有节点的负载情况,然后采用多路跳变的方式选择一条最佳路径传送数据,在传送过程中,对于一些相似度极高的数据进行整合,最终到达基站。仿真结果表明,提出的算法和LEACH相比较,更加有效地减少和均衡能量耗损,延长网络使用寿命,强化数据传送率。     

一种无线传感器网络信道接入自适应慢速退避算法

无线传感器网络是一种特殊的无固定控制中心的多跳网络.由于其特殊性,传统CSMA协议直接应用于无线传感器网络中会带来数据包冲突增加和时延增大等问题.针对信道接入层已有退避算法,提出了一种自适应慢速退避算法.分析与仿真结果表明,与传统的IEEE 802.11标准BEB算法和普通退避算法相比,该算法更为简单实用,能有效提高网络吞吐量,特别是在网路拥塞状况变化剧烈时,可减小额外开销并保持稳定的网络吞吐量.