基于蚁群算法的WSN路由协议研究

针对层次路由LEACH协议存在簇头分布不均,并且每次簇头轮换均在整个网络内进行,会造成耗能过多以及蚁群算法应用于LEACH协议建立簇间多跳路由仍存在能耗不均衡的问题,采用将网络节点进行区域划分,并将节点剩余能量作为参考因素,在区域内进行簇头节点的轮换选取的方法改进,并通过将节点能量引入到转移概率和信息素更新公式中,对蚁群路由算法进行改进,利用其建立从簇头节点到汇聚节点的多跳路由的最优路径.实验验证表明:与LEACH协议相比,改进协议整体上减少并均衡了能量的消耗,延长了无线传感器网络的生命周期.     

基于多路径的非均匀分簇路由协议

为提高无线传感器网络的存活时间和可扩展性,解决簇首节点因大量转发数据而负载过重、过早死亡的问题,基于已有的路由协议,提出一种改进的基于多路径的非均匀分簇能量优化路由协议.该协议以节点的剩余能量、簇内成员数目、可用缓存大小、节点间信道质量、节点间距离作为参数,计算出多条传输路径.节点采用多路径传输数据,达到了更佳的传输效果.仿真分析表明:此协议能减少网络延迟和阻塞,均衡网络的能耗,提高传输效率,延长网络的生存周期.     

多任务自适应能量调节的无线传感器路由协议

在多任务的无线传感器数据收集网络中,提出了一种自适应的能量调节路由协议(ACCRP-MST)。ACCRP-MST考虑剩余能量和跳数的权衡,在各源节点和汇聚节点之间找到多条节点分离的路径,实现负载均衡,然后利用多路径源路由(MSR)协议上报采集数据,减少中间节点的存储和计算开销。基于NS-2的仿真结果表明,相比于其他几种能量有效的路由协议,ACCRP-MST在一定的额外开销前提下能明显提高网络寿命,保证数据传输的可靠性,整体上有效提高了网络的性能。     

无线传感器网络能量均衡路由算法

针对无线传感器网络中节点能量利用不均衡的特点,对其拓扑结构进行分析,建立了路由模型,结合普通遗传算法的基本原理,提出一种基于多目标遗传算法的无线传感器网络路由优化方法.在选择通信链路过程中,综合考虑传输路径的能耗和路径中节点的剩余能量等因素,采用多目标遗传算法求解一条能耗低且剩余能量较充足的路径作为数据传输路径,实现网络中节点能量的均衡化.仿真结果表明,该优化机制有效延长了网络的生命周期,改善了网络的性能.     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法研究

针对无线传感器网络(WSNs)的簇间路由进行详细研究,指出目前簇间路由中存在的能量耗散不均衡问题.通过实际例子指出簇间能耗不均的原因,即各个簇头节点的自私性导致数据流量分布不均,进而引发能耗的分布不均.在此基础之上,提出规范各个簇头节点行为的非合作簇间路由博弈模型,得出并证明该博弈的Nash均衡点(NEP).然后基于此博弈模型提出本文的路由算法——基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法EIRNG.最后,进行详尽的仿真实验,分别针对网络的能量效率以及网络性能进行横向及纵向对比,实验结果表明,通过引入平衡因子θ_i,各层簇头可选择最优数据转发量,从而网络中的簇头之间的能量消耗趋于均衡.与经典分簇算法PEGASIS以及作者前期工作EEREG相比,采用EIRNG时网络生命期可延长分别为74.1%及8.6%.因此,基于非合作博弈的簇间路由能量优化算法EIRNG可有效地提高能量效率以及提高网络的性能.     

基于能量均衡的n分多路径路由算法

对于Ad hoc网络,多路径路由协议能够均衡负载,延长整个网络的生存时间.提出一种基于能量均衡的n分多路径路由算法,通过引入路径延迟因子、节点能量因子、评价因子,综合路由跳数、节点的剩余能量、路径拥塞度等因素来选择有效的多条路径转发数据.仿真结果表明：本算法能使网络中各节点能量均衡消耗,最大化网络的生存时间.     

WSN中一种新的基于蚁群优化的路由算法

针对无线传感器网络路由中网络节点能量和生存时间受限问题,提出了一种基于蚁群优化的WSN分簇路由算法.算法引入蚁群优化,对网络覆盖区域内的节点进行分簇处理,簇内利用蚁群优化算法进行最优路径搜索.仿真结果表明:该算法能有效平衡网络节点间能耗,延长网络生存期,蚁群增强了最优路径的可靠性,进一步降低了网络能耗.     

一种能量有效及负载均衡的Ad hoc路由协议

移动Ad hoc网络是能量受限系统,节点由电池供电,因此减少移动节点电池能量消耗,延长网络总的生存时间,已经成为评价路由协议性能的重要指标,但IETF的MANET小组提出的几种经典的路由协议,是最小跳数路由,没有考虑能量因素.针对这个问题,提出了Ad hoc网络中基于AODV能量有效、负载均衡的按需路由算法.新协议根据节点的剩余能量和节点当时的负荷情况,决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多和负载较轻的节点能够更快地接入路由,使网络中的能量消耗更公平,负载更均衡,使数据流不在某些路段上过于集中.仿真结果表明改进的协议和原协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的性能.     

基于人工蜂群算法的无线传感器网络路由协议

近年来,无线传感器网络在实际生活中的应用越来越多,相关技术的研究越来越深入.由于网络中节点常常采用干电池供电,其能量受限.研究表明:通信在网络节点能耗中占比最大,采用合理的路由方式能够减少通信能耗.为延长网络寿命,对人工蜂群算法进行研究,推导出适应度函数,并应用于无线传感器网络簇首节点的选择.同时结合图论中最短路径树的思想,在簇内以簇首节点为树根构建一颗最短路径树,尽可能的保证节点到基站通信所消耗的能量最少.仿真实验表明:相比较LEACH协议,新的分簇路由协议在能耗效率具有更好的性能优势.     

基于自适应剩余能量阈值的WSN蚁群路由算法

针对无线传感器网络中节点能量分布不均衡和路由算法陷入局部最优解等问题,提出一种基于自适应剩余能量阈值的WSN蚁群路由算法(ATRE-ARA),引入搜索角修正信息素启发函数,对搜索路径进行限制,降低节点能量开销;将节点剩余能量阈值自适应化,改进信息素增量公式,设置信息素浓度上限与下限,优化信息素更新策略,提高信息素增量的准确性,在平衡网络中节点剩余能量的同时提高全局寻优能力。仿真实验表明,ATRE-ARA算法在2种环境下节点平均能耗与ARA算法相比降低了15.12%和11.68%,最优路径长度与EEABR算法相比分别缩短了1.47%和1.59%,证明该算法可有效平衡全局网络能耗,提升算法搜索全局最优的能力,延长网络生命周期。     

无线Ad hoc网络中基于稳定性和能量有效性的路由选择算法研究

在节点高速移动的网络拓扑场景中,路由选择算法对于提高整个系统的有效性起到了关键作用。在移动Ad hoc网络中,节点的移动性和能量是造成路由协议性能下降的两个主要因素。因此,在设计路由选择算法时应当充分考虑节点的移动性和能量有效性。但在通常情况下,能量与稳定性是两个相互制约相互矛盾的因素。基于传统的AODV协议提出了一种改进的路由选择协议E-AODV。E-AODV算法综合考虑了路径稳定性及节点能量,不需要任何附加设备(如GPS),在路由开销、投递率、节点死亡率等性能指标上相较于AODV协议实现了改善和突破。计算机仿真结果验证了我们的分析结论。     

Ad Hoc网络中一种基于稳定度的QoS路由协议

Ad Hoc网络具有拓扑动态变化,网络节点自身能量、带宽等性能受限的特点,会导致路由不稳定性的增加和网络性能的下降,因而寻找稳定路由,提高网络性能是AdHoc网络研究的一个重要课题。提出了一种基于稳定度的QoS路由协议,并利用得到的多条节点不相交路径实现了负载均衡,最后通过NS-2仿真验证了协议的性能。     

WSN中一种基于能量优化的集中式路由协议

在深入分析分布式簇头选择路由协议LEACH和集中式簇头选择路由协议LEACH—C的基础上,提出了一种改进的基于分簇的路由协议ILEACH。通过对簇头节点的产生区域进行限定,保证了簇头数目的最优化及簇头的合理分布,以节点剩余能量为主要依据来选择簇头节点。经过NS2仿真平台的测试,改进后的路由协议ILEACH使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期,具有较好的能量优化特性。     

基于能耗均衡的均匀分簇算法的研究

分簇路由协议的提出有效地延长了网络的生存时间,提升了网络性能。本文基于对现有路由算法的研究,提出基于竞争机制的簇头选举算法。该算法综合考虑了节点的能量因子,消除簇头选举位置不均和节点能量消耗失衡的情况。仿真结果表明,该算法改进了LEACH算法中随机选取簇头所导致能量损耗和位置分布不均衡的不足,有效地延长了网络的生存时间。     

基于通信节点的WSN自主聚类非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中如何有效地利用有限的节点能量来延长网络的生命周期这一问题,提出一种基于通信节点和多跳传输相结合的多因素自主聚类分簇路由协议.该协议通过结合节点的剩余能量、簇头与基站之间的距离以及邻居节点的数目等因素来优化路径节点的选择,改进了多跳传输的局部最优路径构造算法.仿真结果表明:与现有协议相比,该协议能够有效地节省传感器节点的能量,平衡网络能量分布,延长网络的使用寿命.     

无线传感器网络中基于机会策略的蚁群路由协议

针对无线传感器网络节点能量受限的局限性,以设计高能效路由协议为目标,提出了一种基于机会策略的蚁群分簇路由协议.在分簇算法中引入能量估计的概念,优化网络分簇;融合能量等级及路由跳数,改进蚁群多跳路由的信息素更新规则,设计机会路由策略,降低额外网络控制开销.仿真实验结果表明,基于机会策略的蚁群路由协议能够提高网络使用效率,...     

基于距离能量感知的AOMDV协议研究

基于无线传感器网络中链路的稳定性与数据传输可靠性有直接关系,该文主要研究AOMDV的能量有限性以及由于能量不足问题导致链路频繁中断问题。针对AOMDV协议在路由建立过程中对路径节点剩余能量的忽略,在请求包RREQ结构中加入节点剩余能量参考机制,目的节点根据该剩余能量参考值决定路由是否建立。仿真结果表明,协议在数据包发送率、端到端延迟、平均跳数等方面有较好性能,协议的性能有了显著提高。     

WRSNs中路由协议对充电簇的影响

为解决网络能量瓶颈问题,将一对多无线可充电传感器网络(Wireless rechargeable sensor networks,WRSNs)划分成多个正六边形充电簇,分析基于Flooding(洪泛)路由协议和Gossiping路由协议下充电簇内的存活节点数和剩余能量的变化情况,以及2种协议对充电簇能耗均衡度的影响.仿真结果表明:与Flooding协议相比,Gossiping协议能够减少充电簇内的死亡节点数,减缓充电簇剩余能量的下降,延长网络寿命,但能耗均衡度低;适合传统WSNs的路由协议不一定适合WRSNs;针对基于分簇的一对多WRSNs,为改善充电簇的能耗均衡度,可以从设计新的路由协议或构建合适的充电簇两方面着手进行.     

基于兴趣梯度和能量梯度改进的GPSR路由算法

针对贪婪周边无状态路由（GPSR）算法中能耗不均衡和高能耗问题,提出了一种基于兴趣梯度和能量梯度的改进的GPSR路由算法。首先,在查询消息沿路由路径的传输过程中,根据汇聚节点与事件区域节点发生数据内容的匹配程度,确立兴趣阈值和能量阈值;然后,当路由路径中的一些节点接近阈值,网络将运用右手法则和递归贪婪算法提前找出一条新的路由路径到目标区域,从而使节点负载相对均衡。仿真实验结果表明,改进的算法减少网络能耗和延长网络的生存周期。