无线传感器网络中PEGASIS协议的研究与改进

针对PEGASIS协议中通信时延长、节点与节点之间存在长链、网络维护代价大的缺点,该论文在分析和仿真PEGASIS协议的基础上提出一种改进协议PEGASIS-I(PEGASIS-Improved)。该协议将监测区域看成是以基站为中心的圆形区域,基站生成参数θ并将圆形区域分成2π/θ个子区域,子区域内节点与节点形成通信路由树,数据先从树叶传输至树根,再由树根发送至基站。MATLAB仿真表明:与PEGASIS协议相比PEGASIS-I协议有效降低了数据传输延迟58%、避免了长链、延长了网络生存时间198%。

基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究

减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考虑节点的剩余能量,给节点设置一个能量阈值,小于该值则不能当选为簇头,因此提高了网络的健壮性。理论分析和仿真结果表明,改进后的算法比LEACH算法生命周期提高117%~351%,且能耗更加均匀,同时与PEGASIS相比,时延提高290%。

基于PEGASIS算法的一种改进方案

采用禁忌算法优化拓扑结构,并提出在出现节点死亡时,选择拓扑重构是全部节点参与还是直接将死亡节点在链上前后两个存活节点直接连接.同时,在簇头选择时,提出了一种综合考虑剩余能量最少节点在下一轮能耗、节点剩余能量和节点到基站距离的簇头选择算法,在数据传输阶段,比较节点到下一跳节点的距离和节点到簇头节点的距离,选择距离较短的路径.仿真结果表明,改进算法较PEGASIS算法第一个节点死亡时间延长了4.9倍,半数节点的死亡时间也得到了延长,从而提高了整个网络的生存时间.

一种基于LEACH与PEGASIS协议的分层成链优化路由算法

为了延长无限传感网的生命周期,提高数据传输的实时性。综合了LEACH和PEGASIS算法的优点,提出了一个新型路由协议算法(Linking of Delamination Based PERASIS and LEACH protocol,LDPBL)。该路由算法采用三层网络结构,从上至下依次为BS层,簇头层,簇内节点层,其中簇头层与簇内节点层依次成链传输数据。节点信息的传递由上往下,节点数据的流向由下往上。仿真实验结果表明,该算法能够继承LEACH与PERASIS的优点,与此同时摒弃两者缺点,在提高网络生命周期以及提高数据实时性方面有良好的效果。

基于Boosting算法的Pegasis路由协议在无线传感器网络中的应用

一种基于Boosting算法的新无线传感器网络节点数据处理方法在文章中被提出,以提高使用Pegasis路由协议的无线传感器网络目标辩识率并降低系统能耗。文章对无线传感器网络中从簇头到汇聚节点的数据处理过程进行了重新设计,在簇头使用数据融合技术以减少数据信息冗余和系统能耗,在汇聚节点采用Gentle Boosting算法提高信息准确度并实现最优决策簇的选取。基于Boosting算法的数据处理方法在保持Pegasis路由协议优点基础上,在系统辩识率与系统能耗两者之间寻找到一个较为理想的平衡点。最后实验结果显示,与传统方法相比文章中的数据处理方法在提高辩识率与降低系统能耗方面拥有更好的性能。

一种改进型PEGASIS算法在水声通信组网中的应用

根据传统的无线传感器PEGASIS算法提出一种针对水声通信领域的改进型PEGASIS算法,改进型PEGASIS算法通过比较节点与簇头和服务器的传播损失,改变了单个节点的信息传播方向和融合过程,经建模仿真,此算法相较于LEACH和典型PEGASIS算法可以进一步降低整个网络的功耗,并在某些链路上减少网络运行周期,提高了网络的使用效率,对于水声通信组网有较大的借鉴作用。

改进PEGASIS的分层链树路由协议

无线传感器网络节点能量严重受限,减少能量消耗是路由算法首先要考虑的因素。在PEGASIS协议的基础上,提出了分层链树的路由算法。根据传感器节点与SINK的距离,把整个网络划分为以SINK为圆心的环状层次区域,然后构造从外层节点经由内层节点到SINK的链状路由树,数据沿着链树并通过数据融合后传递到SINK。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显的提高。

基于无线传感器网络PEGASIS算法的一种改进方案

基于对LEACH算法分簇思想的研究,对PEGASIS算法进行了改进,提出了高能效的PEGASIS(HEE-PEGAS-IS)算法;新算法将网络划分成多个等宽区域,区域内节点成链,考虑节点剩余能量和节点与基站之间的距离,使各簇链的簇首节点依次成主链,由主链首节点与基站通信;仿真结果表明:与PEGASIS算法相比,改进后的算法能有效节省网络能量,延长无线传感器网络寿命,提高了数据传输总量。

基于禁忌算法的无线传感器网络PEGASIS算法改进

为了减少无线传感器网络节点能耗,延长网络生存时间,在PEGASIS算法的基础上,针对PEGASIS算法中节点之间容易产生长链和簇头选择没有考虑节点剩余能量的问题,提出了一种基于禁忌算法的PEGASIS算法改进。建链阶段采用禁忌算法代替原有的贪婪算法,防止了长链的产生,减小了节点传输距离;同时引入基于剩余能量的簇头选择机制,均衡了节点之间的能耗,延长了节点的生存时间。仿真结果表明,改进算法较PEGASIS算法第1个节点的死亡时间延长了约7倍,半数节点的死亡时间也得到了延长,从而提高了整个网络的生存时间。

一种HCTRP协议下PEGASIS最优路径算法

WSNs区域内节点随机分布不均匀,采用HCTRP-PEGASIS路由算法建链时仅参考节点彼此之间的距离,致使部分传感器节点做过多无用功,造成网络能源浪费、节点过早衰竭死亡。给出新算法使建链时除了参照节点彼此之间的距离,同时考虑实际传感器通信半径、相邻节点的当前能量、当前节点密度,进而确定下一个接替节点;以此类推在每个子区域内,最终形成一条数据冗余少、能耗低的数据传输链。仿真显示,相对于LEACH、PEGASIS、HCTRP-PEGASIS,网络生存周期改进算法提高约20%;网络平均总能耗平均到每个节点,改进算法至少降低9 J。故子区域内建链时,结合节点实际通信范围及节点密度等因素来选择链上组员,可以进一步降低网络功耗,提高网络能量利用率,并且延迟第一个节点死亡时间。

基于PEGASIS的助理簇头改进算法设计

基于对LEACH算法和PEGASIS算法的研究,提出助理簇头改进ASCH算法。该算法能够在无线传感器网络中,根据簇头节点所处的地理位置、剩余能量及簇内成员节点数目,动态决定是否需要在簇内产生助理簇头,并在需要产生助理簇头的簇内选择合适的节点来减少簇头通信的能耗。在PEGASIS中加入助理簇头后,改进后的助理簇头改进算法的性能指标与已有算法相比均有提高,在均衡及节能、延长网络生命周期方面起到了积极的作用。

无线传感器网络PEGASIS协议的研究

为建立一个高效节能的路由环境,在分析PEGASIS(power-efficient gathering in sensor information system)的基础上,对PEGASIS算法进行了改进。将整个传感器区域划分为等宽的子区间,由每个区间内距离Sink最近的节点建立主链,然后在每个区域内建立链树,再由主链节点轮流担任根节点与Sink通信,以减少通信开销。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显提高。

WSN中基于混合天线的PEGASIS改进算法

针对无线传感器网络面积大、节点传输距离远的特点而导致能量消耗过快容易死亡的问题,引入定向天线,设计了基于混合天线的高能效收集路由协议(EEMC)。通过定义距离阈值,在区域内构造多条短链,短链通过链头收集链内节点数据后直接与基站通信。距离阈值根据链路位置和节点死亡情况长链系数有所变化,短链间采用全向天线传输数据,链头节点通过定向天线向远处的基站发送数据。仿真结果表明,该算法大大减缓了第一个死亡节点到来的时间,节省了每轮的网络能耗,降低了通信时延。

基于PEGASIS的无线传感器网络路由协议改进

传感器信息系统能量高效聚集(PEGASIS)协议是无线传感器网络中经典的分簇协议,由于实现简单得以广泛应用,但该协议中头节点的轮流当选策略和网络按照贪心算法成链的方法容易导致整个网络的能量消耗不均匀、节点死亡时间较早、网络延迟较大等问题。提出一种基于PEGASIS的剩余能量距离分区(PEGASIS-REDP)协议,在网络建立连接阶段对整个网络区域进行分区优化,在节点密度不变的情况下缩短差链距离。在头节点选取阶段,将节点剩余能量、区域内平均能量、距离基站的距离等多个因素作为判断头节点当选的条件,大幅减少头节点的更换次数。借助MATLAB软件仿真出PEGASIS-REDP协议建立网络的过程、在不同轮数下节点存活情况和头节点的选取情况,并在相同的实验条件下,针对不同路由协议在网络延迟、能量损耗和生命周期方面进行对比分析。实验结果表明,PEGASIS-REDP协议的网络生命周期相比于PEGASIS协议延长了19.6%,在均衡网络能耗和降低网络延时方面表现更好。

基于优化通信质量的PEGASIS协议改进算法

在传统的PEGASIS(power efficient gathering in sensor information system)协议基础上,提出一种可优化全网通信质量的改进算法。新算法在链头生成阶段借鉴了蚁群相遇算法原理,采用双链头成链方法进行数据传输,大大缩短了单链路网络的通信时延;在拓扑成链的过程中引入距离阈值作为限定权重,进而计算出基于能耗均衡与通信质量的最优路径。实验结果表明,该算法有效地优化了整体网络的通信质量。

面向PEGASIS协议的节点分簇集群优化方法研究

为了提高无线传感器网络的生存时间、连通性和增加网络中节点的活跃数,提出一种改进的节点分簇集群方案.采用分区域的聚类算法进行成链,根据链头结点的能量在此链总能量的占比决定链头节点的重选频率,并考虑了节点的剩余能量等条件.仿真结果表明:改进的协议在平衡能量消耗和延长网络生命周期方面比PEGASIS具有更好的性能.

基于新型簇头选举方式的PEGASIS协议

作为无线传感器网络中典型的层次路由协议,PEGASIS协议与LEACH协议相比,在一定程度上减少了网络传输所消耗的能量,延长了网络的生命周期。但当与基站距离远的节点作为簇头时,传输数据消耗的能量较大,甚至会出现数据包从节点到簇头的传输方向与数据包从簇头到基站的传输方向互逆的情况。针对其不足,改进算法将与基站距离最近的节点优先选为簇头,由于与基站距离远的节点早期不会当选簇头,因此WSN总体能量消耗较慢,另外也可避免数据包传输方向互逆的现象,从而减少传输数据所需能量。实验结果表明,改进后的PEGASIS协议可将网络生命周期延长15.8%。

基于贪婪算法的树形WSN低功耗路由算法

PEGASIS算法是无线传感器网络中的经典分簇算法,因其易于实现而被广泛应用,然而该算法通过单链进行数据传输的方式可能使单链上相邻节点距离过远,导致网络中部分节点能量消耗过快,进而缩短网络的生命周期。针对PEGASIS算法存在的问题,提出基于贪婪算法的树形WSN低功耗路由算法。通过贪婪算法使节点形成树,并在形成树时避开剩余能量过低的节点,形成树之后再将剩余能量过低的节点加入树;然后将树中距离树外节点最近的节点作为树的根,并将树根延伸到距离最近的节点,从而实现树的融合,直到所有树的根都延伸到基站,使整个网络形成从叶节点到基站的数据传输路径。仿真结果表明,该算法下网络的生命周期相较于PEGASIS算法延长了27.1%,该算法在网络生命周期和网络能耗均衡方面表现更好。

基于离散PSO的分层多链无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络节点能量有限的特点,在PEGASIS协议的基础上提出了一种基于离散粒子群优化算法的分层多链无线传感器网络路由算法DPSO-MCRA。此算法把网络分为两层,通过离散粒子群优化算法建立多条低层链路来遍历所有节点;高层节点则自发地根据剩余能量以及到基站距离的平方大小竞争父簇头,依次选择最近的邻居链节点作为该链簇头,并由这些簇头节点组建簇头链。仿真结果表明,本文提出的路由算法与PEGASIS、GASA、ECR相比能显著缩短通信距离,减少和均衡能量消耗,从而延长了网络的生命周期,并降低了网络时延。

基于混合量子进化算法的高效节能无线传感器网络路由算法

在无线传感器网络中,层次型路由算法能减少节点能量消耗和延长网络生存周期。因此在LEACH算法和PEGASIS算法的基础上,提出了一种基于混合量子进化算法的高效节能的无线传感器网络路由算法HERA。该算法中把网络分为多个簇,每个簇中的节点连接成为一条多跳通讯链路,并使用混合量子进化算法来得到最优的分簇组链方式,以减少链路的总距离。为进一步减小能量消耗和维持节点能量均衡,采用比较节点剩余能量与目标距离的方式选择簇首,以多跳通讯的形式经过其他簇首将收集的数据传送到基站。仿真结果表明,提出的路由算法与LEACH、PEGASIS相比能显著缩短通信距离,减少和均衡能量消耗,延长网络的寿命,并减少基站变化对网络寿命的影响。