基于蚁群算法的低能耗LEACH协议分析

针对无线传感器网络路由协议LEACH(低功耗自适应分层路由)算法中簇首与Sink节点直接通信的问题,提出了一种基于蚁群算法的LEACH 算法.该算法利用蚁群算法简单易于实现、支持多路径的特点,通过相邻簇首节点间的距离和剩余能量值,在整个网络中建立和更新簇首间的信息素浓度,形成簇首间多跳路由.仿真结果表明,与LEACH算法相比,该算法在能量消耗与延长网络生存周期等方面具有更好的性能.     

一种基于WSN的协议改进算法分析

针对无线传感器网络(WSN)路由协议LEACH 算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信的问题,提出一种新的无线传感器网络LEACH路由算法.该算法通过节点能量分簇,并在簇首的数据发送过程中引入了改进的多跳路由算法.仿真结果表明,改进后的算法在网络生存时间和节省能量上比LEACH 算法有了很大提高.     

稳定高效节能且邻近相关的网络拓扑协议

现有的无线传感器网络拓扑协议未全面考虑节点位置、休眠、剩余能量的影响,且依赖于GPS等基础设施获得节点绝对位置,导致网络成本高,能量有效性不足。该文在DEAC协议的基础上,提出了一种分布、稳定、高效节能和利用邻近相关信息数据融合及节点休眠策略的无线传感器网络拓扑控制协议(SEENRT)。该协议利用剩余能量信息,平均各节点能耗负担;利用邻近相关信息和节点休眠,降低覆盖冗余,减少网络能耗。试验结果表明SEENRT协议和LEACH、HEED和DEAC协议相比,能有效地降低网络能耗、平均节点的负担及延长网络的生存时间。     

信道与能耗感知的农田WSN机会路由优化方法

在农田无线传感器网络监测应用中,由于环境遮挡与作物生长引起的信号多尺度效应造成网络链路质量不稳定,进而影响数据汇集性能。针对该情况,同时考虑到农田WSN的能量受限问题,提出了一种农田信道和能耗感知的机会路由优化方法。基于农田信道模型估计链路连通概率,建立节点机会转发能耗预测模型,根据不同机会转发路径的中继概率得出其转发能耗期望,在候选转发集构建与排序时同时考虑路径期望能耗和节点剩余能量,以提高节点间、路径间的能量均衡性能。通过仿真实验将改进机会路由算法与LCOR、IOP、IPOR-OE算法进行对比,结果显示:网络生命周期CECOR算法的网络生命周期约为LCOR的2.2倍、IPOROE的5.2倍、IOP的8.7倍,最大能耗均方差分别是LCOR的3/4、IPOR-OE和IOP的1/2。从结果可以看出,改进算法延长了网络生命周期,提高了网络节点间能耗均衡性能,有助于实现农田监测网络的长时间稳定工作,实现了预期研究目标。     

基于多簇头K连通的抗毁拓扑构建方法

针对无线传感器网络复杂应用环境中簇头节点失效问题,提出一种改进的多簇头K连通抗毁拓扑结构构建方法。通过节点连通可靠度选举多个簇头,当簇头节点失效时,临时簇头集合中权值最大的节点自动升级成为簇头,同时利用K连通检测算法检测出关键节点并调整其发射功率实现K连通拓扑构建。该方法节约了簇头节点失效后网络重新进行簇头选举所耗费的时间及能量,并且增加了关键节点与周围节点之间的信息交互边。仿真结果表明:相比基于K-Means算法的普通分簇拓扑构建方法,该方法可使网络丢包率降低15.63%,端到端时延降低20.1%,提高了网络的抗毁性。     

能量均衡的无线传感器网络拓扑控制算法

拓扑控制技术对无线传感器网络性能有着重要的影响。该文在本地最小生成树LMST算法的基础上,提出一种能量均衡的拓扑控制算法EBTCA,该算法在构建网络拓扑时综合考虑了节点间的通信能耗和节点剩余能量,既能使局部总能耗接近最小化,又能达到节点能量平衡的效果,解决了网络中"瓶颈"节点因负载过大较快死亡的问题,延长了节点的工作时间,进而延长了网络的生命期。在OPNET仿真平台上对EBTCA算法进行仿真实验,结果表明EBTCA算法在保证了较低的端到端时延、较高的吞吐量与投递率等前提下,有效地延长了网络的生命期,从而保证网络长时间的可靠运行。     

基于拓扑控制的异类无线传感器网络分簇算法研究

随着传感器网络的发展,如何减小传感器网络的能量消耗、延长使用寿命已经成为传感器网络结构设计的一个重要问题．研究表明采用分簇结构以及对网络进行适当的拓扑控制可以提高能量利用效率．该文将簇构造方法与拓扑控制结合起来,针对网络具有不同节点,即每个节点具有不同的最大能量传输范围的情况,提出了一种针对异类无线传感器网络,利用局部拓扑控制算法进行优化的分簇算法．实验结果表明了运用该算法的有效性．     

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。     

移动Ad hoc网络中基于能量的自适应广播策略

为了在广播中避免产生广播风暴,提出了能量自适应转发的泛洪广播算法。该算法使用自适应调节转发概率的方法来减少信息不必要的重传,通过剩余能量最高的邻节点进行转播,减少了分组在网络中的重复传输,降低节点间的竞争和碰撞,有效抑制了泛洪。分析和仿真表明自适应广播策略比传统的泛洪方法具有明显的优越性,提高了传输成功率。     

基于密度分簇的无线传感器网络定位算法

针对MDS-MAP(P)算法存在节点间最短路径距离计算误差、合并误差及算法复杂度过高等问题,提出了一种基于密度分簇的算法MDS-MAP(DB)。该算法选择邻居节点数最多的节点作为分簇机制的开始节点,一跳邻居节点组成的簇域内利用三角不等式法则测距,两跳内节点组成的簇域内利用最短路径法测距,且每个簇域内只有簇头节点执行测距算法,降低了测距误差及算法计算复杂度,提高了算法的性能。仿真实验结果表明,该算法具有更小的定位误差。     

无线传感器网络IPv6地址自动配置方案

提出一种无线传感器网络IPv6地址自动配置方案,该方案将无线传感器网络划分为多个簇,针对簇首节点和簇内节点分别给出了相应的IPv6地址格式,并采用哈希函数除留余数法为簇首节点和簇内节点分配IPv6地址,采用线性探测法解决IPv6地址冲突问题。从重复地址检测开销、地址配置总开销及地址配置总延迟时间三个方面对该方案与现有方案的性能参数进行了比较分析,验证了此方案的有效性和高效性。     

基于局部聚合的复杂网络自动聚簇算法

针对全局聚簇计算消耗偏高的缺陷,提出了基于局部聚合的自动迭代聚簇算法(LAICA)。LAICA首先通过局部聚簇发现网络中连接紧密的节点集,即:局部簇,然后迭代合并局部簇从而实现对网络的全局聚簇。实验结果表明,LAICA算法能自动决定簇数并精确分配节点至其所属簇,在真实网络数据集上的聚簇精确度最高达到99.72%。     

基于能耗均衡的无线传感网络自适应数据存取算法

提出了一种能耗均衡的自适应数据存储算法,将数据尽量存储在适合查询的位置。首先建立基于网格的网络模型,然后分析采集节点与初始存储节点、查询节点之间的位置关系,存储模式可在集中存储和分布存储之间切换。算法引入了虚拟扩展网格和能量分级消耗的机制,可有效均衡网络能耗。实验结果表明,该算法的节点能耗、生命周期和丢包率相比于GHT算法有一定的改善。     

无线传感器网络下的并行粒子滤波目标跟踪算法

针对无线传感器网络环境下目标跟踪问题,提出一种基于分布式并行粒子滤波的目标跟踪方法。在建立了网络动态分簇模型和目标运动模型的基础上,将并行粒子滤波算法应用于动态目标进行跟踪。算法通过多个感知节点并行的运行局部粒子滤波器,得到每个节点对目标状态的估计,动态成簇的簇头节点对簇内每个节点的信息进行融合,形成动态目标的状态估计,提高了目标跟踪的精度。同时通过动态簇头之间的目标状态信息的交换,实现了运动目标的动态连续跟踪。仿真结果表明,算法实现了运动目标协作跟踪,与集中式结构目标跟踪相比,跟踪精度提高了30%。     

基于节点影响力的标签传播社区检测算法

针对标签传播社区检测算法(LPA)存在随机性、结果不稳定的问题,提出一种基于节点影响力的标签传播社区检测算法(KLPA)。新的算法在标签初始化时,通过k-shell分解方法评价网络中的节点影响力,选取网络中部分k-shell值较大的节点组成种子节点集并分配给每个种子不同的标签。其次在标签传播过程中,根据标签传播能力对LPA算法的节点标签更新策略进行改进。在真实网络数据集上的实验表明:KLPA算法在不提高复杂度的情况下,改进了算法的稳定性,提高了社区检测的质量,并且减少了算法迭代次数。     

基于均衡策略的无线传感器网络协作模型

基于离散空间最优搜索理论中的基于博弈理论的协作策略模型,通过综合考虑无线传感器网络中节点转发数据所付出的代价和利益、节点能耗及相邻节点过去的行为,提出了一种自适应能耗均衡网络协作模型,并给出了相应的数学最优化模型及求解算法。优化的目标是均衡网络能耗和吞吐量,进而最大化网络寿命。模型通过能量因子和转发数据包数量来调节节点行为,使传感器网络的整体能耗趋向均衡。一个数值例子说明,该路由选择策略及求解算法是可行且有效的。     

密集传感器网络中节点随机调度算法研究

对于密集型传感器网络,节点交替工作能有效地延长网络的生命周期。该文基于Cover的随机节点调度算法进行深入分析,首先给出k-覆盖网络中覆盖强度的定义,并利用基本概率理论估计k-覆盖网络的覆盖强度;然后分析2-覆盖网络中节点密度、覆盖强度以及能量节省水平之间的关系(即部署节点个数n和2-覆盖网络的覆盖强度Cn2以及划分COVER个数c)。该文研究工作对部署容错性较高的能量有效性传感器网络具有一定的指导意义。     

自组网中基于簇的预密钥管理方案

自组网是由无线节点组成的不需要固定基站的临时性的计算机通信网络。以提供安全、可靠的保密通信为目标的密钥管理方案和协议的设计是自组网安全中一个重要的研究课题,自组网的多跳通信和资源受限等固有特性使得密钥管理面临许多挑战。该文在基于团的快速分簇算法的基础上,提出了一种基于簇的分层密钥预分配方案。分析表明,相比于传统随机密钥预分配方案,新方案不仅能够提高网络的连通性,而且可以减少节点所需存储空间。     

无线传感网络中基于RSSI质心定位的改进算法

节点定位是无线传感网络的关键技术之一,已经在军用,民用方面得到很广泛的应用。传统的质心定位算法依赖于网络、锚节点的数量、节点分布,常常定位不到目标,致使定位误差较大。为了提高定位精度,提出利用基于RSSI的质心定位算法定位未知节点,然后将已定位节点当作锚节点对未定位节点进行定位的改进算法。对算法进行仿真测试、分析验证,结果表明:定位误差减小,定位精度明显提高。     

一种改进的BIRCH聚类分析算法及其应用研究

文中详细分析讨论了BIRCH算法中存在的不足,并针对其不足进行一定的改进,提出了一种基于离差平方和的改进多阈值BIRCH算法,充分利用离差平方和来建立簇与簇的相关性,相对于单纯以簇之间的中心距离来建立相关性有一定的改进,同时在分裂因子的确定上采用了簇中直径的最大值,克服因采用经验值确定分裂因子的缺陷．最后．引入到基因序列图形表达数据聚类分析应用中．