基于邻域跟随的车联网多跳分簇稳定性研究

针对车联网计算卸载需求量大及车辆网络拓扑变化随机性强的问题,本文提出一种基于邻域跟随的车辆多跳分簇方法,并采取多指标综合加权的方式研究其稳定性特征.现有针对车辆分簇的研究方案普遍存在指标单一化、分簇机制局限于单跳或固定跳数、分簇效率低及缺少簇头替换机制等问题.鉴于邻域跟随策略稳定性较优且分簇效率较高等特性,本文提出车辆基于邻居节点内综合指标最优准则选择稳定性最好的节点跟随方案,通过去环和剪枝算法使得车辆的跟随结构规范且扁平化,进而形成一个稳定性更高的车辆簇,并利用主从簇头和簇维护机制增强车辆簇的鲁棒性.仿真结果表明,与现有的车辆分簇方法相比,所提算法在簇稳定性和分簇效率上均具有较好的性能.

基于多跳分簇算法的异构融合通信网络节点负载均衡方法

针对网络节点负载不均衡、节点能量消耗较大、网络吞吐量较低的问题,提出基于多跳分簇算法的异构融合通信网络节点负载均衡方法。依据异构融合通信网络实时(RT)和非实时(NRT)业务的服务质量满意度,应用效用函数结合三角模融合算子,将重载网络通信业务转移至轻载网络,实现异构融合通信网络业务负载均衡;运用多跳分簇路由算法,依据节点位置和其所剩能量选取簇头,通过减少网络边缘的簇头数量,节省网络能量消耗,通过簇头节点剩余能量和链路权值大小选取下一路由,构建簇间路由通信机制,实现异构融合通信网络节点负载均衡。在实验验证方面,在5.5×15^(3)个周期时,存货节点为0,吞吐量最高可达到13.5×15^(4)bit,出色地完成异构融合通信网络节点负载均衡,合理选取簇头节点,减少节点能量的消耗,提升节点生存周期和网络吞吐量。

多跳分簇自组网络的最优簇内跳数分析

多跳分簇自组网络的网络规模扩展性差、开销大,簇内跳数的选取是影响分簇网络性能的关键。综合考虑路由层簇维护和媒体介入控制层调度的开销,利用硬核泊松点过程推导网络的干扰与容量,进一步建立网络吞吐量与信道利用率模型,以吞吐量最大化为目标,以信道利用率为约束,得到最优的簇内跳数。仿真结果表明,所建立的模型能有效反映簇内跳数、节点密度等参数对干扰强度、网络吞吐量和信道利用率的影响,簇内跳数的最优值取决于路径损耗系数和节点密度。

基于多跳分簇算法的传感器节点剩余能量监测

传感器节点能量不足会导致通信信息无法传输,甚至出现网络无法连接情况,为此提出基于多跳分簇算法的传感器节点剩余能量监测方法。按照固定方式生成一个阈值,并引入密度因子,获得目前轮数全部存活节点个数和最佳簇头数;通过簇头采用多跳方式传输数据,引入全局更新及改变启发式因子,求解从簇头节点至基站能量损耗的最小路经,再计算传感器中通信传输的能量,同时忽略节点智能体从休眠到再度被激活或智能体在转换本身状态消耗的能量,完成节点剩余能量的监测。仿真结果证明,所提方法通过实时监测传感器的能量损耗,即可得出自身节点剩余的能量多少,且监测的数据精准,效果良好。

基于多跳分簇的Ad-hoc路由协议研究

开发针对MANET网络的分簇路由协议已经成为目前移动自组织网研究的热点和难点,本文对现有的分簇路由协议CBRP的分簇算法以及路由查找方式进行改进,提出了基于多跳分簇的路由协议2HCBRP,最后利用NS2仿真平台,验证了2HCBRP具有延时短,路由开销小,数据传输率高等特点。

基于蚁群策略的无线传感器网络能耗均衡分簇算法

在多跳路由中簇头选择控制因子单一的问题将缩短整个无线传感器网络的生存周期。为此,以剩余能量、节点度和连接距离为依据构造适应度函数,根据簇头评估函数值来保证簇头的最优选择。同时加入适应度因子和剩余能量权衡因子优化蚁群算法,有效控制完整路径中信息素的增减量,以此应用到数据在簇头间的多跳传输,保护了低能量的簇头,有利于各节点能耗趋于平均值,使网络可以更加持久地监测和传输数据。与LEACH和HEED算法相比,本文算法在能耗均衡、生存周期延长方面更加有效。

基于时间序列的无线传感网络节点剩余能量监测方法

为了分析数据包节点能量消耗,精准监测无线传感网络节点的剩余能量,提出基于时间序列的节点剩余能量监测方法。构建自回归滑动平均(ARMA)时间序列分析模型,利用该模型融合无线传感网络数据,通过能量优先的原则选取出簇头,簇头运用多跳方式传递已融合的数据,并获取簇头到基站能量消耗的最佳路径;不考虑簇头节点由休眠至再次被启动的能量消耗,计算无线传感网络信息传递能耗以及簇头节点在转换自身状态时的能量消耗,只监控正常情况下网络节点传递融合信息过程中的能量消耗,监测无线传感网络节点剩余能量。结果证明该方法能有效融合网络中的数据,可实现无线传感网络节点剩余能量实时精确监测。

一种无线社区医疗监护网络的设计

临床护理中的很多医疗监护设备,需要实时采集病人的血压、心电、血氧和体温等指标,但这些设备一般存在体积大、耗电高、设备固定以及接线繁多等缺点。设计了一种部署在居民社区、小区的无线传感器网络,并提出一种MHDC-LEACH(改进的多跳分簇路由)算法。仿真结果表明,与传统的LEACH算法相比,该算法可减少网络中节点与基站通信的次数,均衡网络负载,优化数据传输路由,延长网络的生命周期,有效减少死亡节点个数。当网络覆盖区域增大时,最多可节约网络能量约20%。

An unequal clustering routing protocal for wireless sensor networks based on genetic algorithm

The imbalance of energy consumption in wireless sensor networks(WSNs)easily results in the“hot spot”problem that the sensor nodes in a particular area die due to fast energy consumption.In order to solve the“hot spot”problem in WSNs,we propose an unequal clustering routing algorithm based on genetic algorithm(UCR-GA).In the cluster head election phase,the fitness function is constructed based on the residual energy,density and distance between nodes and base station,and the appropriate node is selected as the cluster head.In the data transmission phase,the cluster head selects single-hop or multi-hop communication mode according to the distance to the base station.After we comprehensively consider the residual energy of the cluster head and its communication energy consumption with the base station,an appropriate relay node is selected.The designed protocal is simulated under energy homogeneous and energy heterogeneity conditions,and the results show that the proposed routing protocal can effectively balance energy consumption,prolong the life cycle of network,and is appicable to heterogeneous networks.