无线传感器网络的能耗均衡策略研究

无线传感器网络中簇头的频繁更换导致大量能量用于发送成簇信息,从而大幅度降低网络性能。为此,提出多轮成簇算法(MRCA),通过改进轮模型减少簇头选举次数,利用辅助簇头分担主簇头的能量消耗,以均衡整个网络的能耗。仿真结果表明,与LEACH和HEED算法相比,MRCA能均衡网络能耗,延长网络生存周期。     

传感器网络中一种基于节点平均能耗的分布式簇头选取算法

在分簇路由协议中,延长传感器网络的寿命在很大程度上依赖于簇头节点选择的合理性。通过对LEACH算法的改进,提出了一种基于传感器节点的每轮平均能量消耗的分布式簇头选取算法。算法在簇头选取时除了考虑节点轮流成为簇头的问题之外,同时还考虑了各节点平均每轮成簇及工作消耗的能量。仿真实验表明,新算法能比LEACH、DCHS等算法更有效地降低网络的能量消耗,均衡网络能耗水平,从而可进一步提高传感器网络的生命周期。     

无线传感网络中基于综合因素的分布式路由算法

近年来由于在多方面的广泛应用,无线传感器网络受到了越来越多的关注.然而限于无线传感器网络自身的限制,如何更好地节省能量,仍为无线传感器路由协议设计中面临的主要问题之一.LEACH等基于分簇的路由协议通过成簇来减少能量消耗,但是成簇过程却带来额外消耗以及冗余.对LEACH协议中簇头生成算法进行了研究并提出了改进,提出了基于节点能量、节点距离以及节点度的分布式优化算法,并对优化算法进行分析与仿真.仿真试验表明,基于综合因素的分布式簇头选举算法优化了簇头选举方式和簇头的分布,从而节省了能量消耗,延长了网络生存周期.     

一种LEACH协议的多级分簇改进算法

LEACH协议的簇头节点分布不均,导致网络负载不均衡.为此,提出一种LEACH协议的多级分簇改进算法.将网络划分为若干小单元,采用多级分簇相结合的方法,在簇头节点选举过程中引入节点剩余能量作为参考度量,以减少簇头节点与sink 节点之间的通信能耗.仿真结果表明,当网络规模增加到200节点时,该算法在第420轮出现第一个死亡点,优于LEACH协议,能延长网络生存周期,降低网络能量消耗.     

LEACH协议的簇头多跳（LEACH-M）改进算法

节能高效的实现路由转发是路由设计的一个关键点。总结了目前已有的无线传感器网络的传输路由模式,发现早先提出的LEACH协议虽是无线传感网中的低功耗自适应分层路由算法,但会造成簇头节点负载过重。成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术。提出的是基于LEACH算法的多跳路由改进算法,并在考虑簇头最优个数的选择下,通过采用簇头之间的多跳算法达到减少能量消耗、延长传感网的寿命的目的。实验表明此方法有效。     

无线传感器网络区域内心距离的固定分簇算法

分布式分簇算法(LEACH)中每轮的簇头数量不稳定以及位置分布不均匀,针对此问题,为了延长无线传感网络的稳定周期,优化簇头选举机制,以及均衡网络的能量消耗,提出了一种改进的固定分簇算法;该算法采用固定分簇技术,以汇聚节点为中心将网络划分为等大小的区域;在簇头选举阶段,引入代价函数,综合考虑固定分簇内各节点剩余能量、区域的内心距离、位置布局等因素,优化簇头的数量和布局;通过Matlab仿真实验表明,改进后的算法与原算法对比,均衡了网络能量消耗,每轮中簇头数量稳定且分布较均匀,有效延长了网络的稳定周期、半衰周期和生命周期。     

一种新的基于粒子群优化的双簇头分簇路由算法*

针对无线传感器网络分簇路由算法中簇头节点负载过重,簇头能量利用率不高,提出了一种基于粒子群优化的双簇头多跳路由算法。该算法根据簇头任务的不同,利用节点的能量、距离汇聚节点的距离以及节点的位置关系分别构建适应值函数,选择出最优主簇头完成数据采集和融合任务,以及与其协作的最优副簇头完成簇间数据转发任务,最终实现采集能耗和传输能耗最小化。仿真实验结果表明,与其他路由算法相比,该算法可以有效减轻簇头节点负载,减小簇头能量消耗,均衡整个网络能耗,延长了网络的生存周期。     

基于分簇和覆盖优化的改进LEACH协议

针对传统LEACH协议中簇头数量自由度高以及分布不均所导致能量消耗过多的缺陷,提出一种基于优化分簇的、能耗均匀的改进LEACH协议。改进簇头选择机制,在常规能量阈值选取簇头节点的过程中,引入最优簇半径控制策略,改善簇头节点的物理分布位置,达到网络能量的均衡,同时引入网络覆盖率控制簇头数目,避免产生多余的簇头节点。该算法还在传统LEACH协议的基础上,使用CH-VCH交替轮寻策略简化计算量。仿真结果表明,该改进LEACH协议能解决传统LEACH协议存在的能量问题,使网络的能量消耗更加均匀,并在一定程度上延长网络的生存期限。     

基于Fuzzy C-Means聚类算法的改进LEACH协议

LEACH协议是一种被广泛应用到无线传感器网络中的路由算法。针对经典LEACH算法存在簇头节点空间分布不均匀和传感器节点能耗不均衡等缺点。提出了一种改进LEACH协议,新的路由算法首先利用Fuzzy C-Means聚类算法和节点位置信息将整个网络分割为多个簇;在每个簇中再利用考虑了节点剩余能量的LEACH算法完成单簇头的选举,以完成数据簇内收集和双跳传输。计算机仿真表明,改进的LEACH协议能均衡网络节点能耗,有效延长整个网络的生存周期。     

基于蚁群的无线传感器网络双簇头算法

在无线传感器网络分层路由协议LEACH的基础上,重新定义了"轮"的概念,把每一轮划分成3个阶段而不是传统的2个阶段.提出基于蚁群的双簇头算法,根据信息素浓度在每一簇中选择具有分工特征的主簇头和副簇头,分别进行数据收集、融合、传输等工作.与LEACH和LEACH-C算法进行实验比较,该算法较好地平衡了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期.     

无线传感器网络分簇路由协议

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点.     

千兆交换路由器的虚拟路由集群技术

IP已经成为大部分骨干网络产品的路由协议,在用户对网络的要求很高的情况下,如何提高网络的有效性显得尤为重要。本文探讨了利用虚拟路由集群技术,应对路由器和与之相联的局域网连接失败时如何保证网络的畅通,以提高网络的有效性。     

一种负载均衡的分簇路由协议

在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务从簇首中分离.簇首负责簇内的数据收集和融合,网关负责簇间数据传输.实验结果表明,改进后的协议能有效地均衡网络中的负载,并显著地延长网络的生存时间.     

低能耗无线传感器网络路由协议研究

针对LEACH协议生成非均匀的簇造成能量损耗的问题,提出一个基于节点剩余能量和地理位置,用于分层次均匀成簇和建立备用簇头以减少反复成簇频率的路由协议LEACH-EP。仿真实验证明,该协议在节点初始能量和网络规模相同的条件下,消耗的能量要远少于LEACH协议,节点生存时间更长,更适用于大规模无线传感器网络的低能耗路由协议。     

基于模糊规则的WSNs分簇路由算法

考虑到无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的电源能量有限问题,提出基于模糊规则算法的分簇-能效-路由算法FLECR(Fuzzy Logic-based Energy-efficient Clustering Routing)。FLECR路由引用"分布簇头选举"方式,并采用按需方式进行簇重构。同时,FLECR路由利用相对剩余能量、距离以及中心度三个变量,并结合模糊规则算法选举簇头。仿真结果表明,相比于低功耗自适应层次路由LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy),FLECR路由的网络生存时间得到大幅度提升。     

一种基于簇的分布式路由协议

目前的分簇算法一般基于移动节点初始状态静止的假设,且部分算法在节点移动或节点退出时会导致全局簇结构的重建。针对上述问题,提出一种基于权值的分布式分簇算法,利用该算法改进CBRP协议,提出DRP协议。运用NS-2模拟仿真工具对CBRP与DRP的性能进行分析,结果显示,DRP具有较高的吞吐率和较低的网络开销。     

军事无线传感器网络路由协议的研究

针对军事无线传感器网络节点部署区域的特殊性及节点易遭破坏的特点,提出了基于LEACH协议的军事无线传感器网络簇头多跳算法(LEACH-HOP)。模拟仿真证明,LEACH-HOP与LEACH相比具有更好的性能,可以有效延长网络生存时间。     

无线传感器网络的分布式竞争路由算法

在WSNs体系结构中,路由算法是网络层的关键,分簇技术在路由算法中可提高WSNs的扩展性;提出一种竞争簇头,非均匀分簇和多跳路由相结合的WSNs分布式竞争路由算法(DSA);它的核心是构建一个高效的非均匀分簇算法,通过竞争的方式候选簇头,靠近基站的簇头为簇间的数据转发预留能量,根据节点的剩余能量、簇内和簇间通信代价,每个簇头在邻居簇头集中用贪心法确定中继节点;仿真表明,DSA算法能有效平衡了簇头的能耗、均衡了网络能耗、显著延长网络生存周期.     

QoS组播路由的并行遗传算法

针对遗传算法应用于服务质量(QoS)组播路由时运算时间长的问题,提出一种基于集群路由器的并行遗传算法,并对集群路由器的体系结构加以改进,使其适用于该并行遗传算法的运行。该算法对种群初始化方法进行改进,使每个从路由器能独立初始化种群,减少主从路由器之间的通信次数,缩短算法收敛的时间。实验结果证明了该算法的有效性。     

节能的无线传感器网络分簇路由协议的研究

LEACH协议是无线传感器网络中典型的分簇式路由协议,通过分析LEACH协议的优缺点,针对该协议的簇首选择机制进行改进,提出了LEACH-SERP的分区域簇首选择算法,该算法将整个网络分成若干个扇形区域,在每个扇形区域内独立地运行改进的LEACH协议,同时区域簇首与基站之间的通信由传统的单跳改为多跳,并进行了仿真分析。仿真结果表明,LEACH-SERP协议有效节约能量,平衡网络负载,延长网络生存时间。