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利用蚁群优化的非均匀分簇无线传感器网络路由算法

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西安交通大学学报 2010年第6期44卷 33-38页

作者：张荣博曹建福西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对无线传感器网络路由非均匀分簇中随机簇首选举路由的可靠性和实时性问题,提出一种新的无线传感器网络路由算法.该算法的核心是:通过蚁群优化来改变非均匀分簇算法的周期性簇首选举方式,即只在第一轮执行簇首选举和路径搜索,其他轮... 详细信息

针对无线传感器网络路由非均匀分簇中随机簇首选举路由的可靠性和实时性问题,提出一种新的无线传感器网络路由算法.该算法的核心是:通过蚁群优化来改变非均匀分簇算法的周期性簇首选举方式,即只在第一轮执行簇首选举和路径搜索,其他轮次采用簇内调整和路由更新;通过引入路由可靠性和实时性指标达到自组织、自适应和动态优化来建立和维护路由.簇首选举采用竞选,所有节点参与竞选,并且将节点剩余能量和节点到汇聚点的距离作为评价标准,以保证簇内能量效率最高的节点成为新簇首.路径搜索采用蚁群算法进行,即搜索网络中所有的簇首和汇聚点,以寻找从各个簇首到汇聚点代价最小的多跳路由.仿真结果表明,所提算法在能耗和链路可靠性方面比非均匀分簇算法的性能更好,即在较长的时间内具有更多的存活节点,网络丢包率小.

关键词：无线传感器网络非均匀分簇蚁群算法能量效率

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

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计算机学报 2007年第1期30卷 27-36页

作者：李成法陈贵海叶懋吴杰南京大学软件新技术国家重点实验室南京210093 美国佛罗里达大西洋大学计算机科学与工程系佛罗里达波卡雷顿33431

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀... 详细信息

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议.它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法,其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇.靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇,因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量.模拟实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.

关键词：无线传感器网络能量高效非均匀分簇路由多跳通信

基于非均匀分簇和最小能耗的无线传感网络路由算法

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上海交通大学学报 2012年第11期46卷 1774-1778页

作者：张瑞华贾智平程合友山东大学计算机科学与技术学院济南250101 山东第二轻工业厅经济技术情报所济南250061

簇头以多跳方式传输数据到网关时,靠近网关的簇头由于负担较多的转发任务而过早死亡,从而造成了"能量空洞"现象.文中提出了一种基于非均匀分簇的能量有效的无线传感网络路由算法(UCRA).它包括非均匀分簇算法和最小能耗路由算法2部分.首... 详细信息

簇头以多跳方式传输数据到网关时,靠近网关的簇头由于负担较多的转发任务而过早死亡,从而造成了"能量空洞"现象.文中提出了一种基于非均匀分簇的能量有效的无线传感网络路由算法(UCRA).它包括非均匀分簇算法和最小能耗路由算法2部分.首先提出一种加权的非均匀分簇算法(WUCA),在分簇时考虑了节点的选票和传输距离.在簇间通信时提出了最小能耗多跳路由算法.它利用位置信息计算最优转发簇头位置,从而指导下一跳簇头的选择.仿真结果表明,UCRA算法能很好地平衡网络能耗,延长网络生命周期.

关键词：无线传感器网络非均匀分簇路由算法能量效率

无线传感器网络中面向动态多跳的非均匀分簇路由

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中南大学学报（自然科学版） 2011年第7期42卷 2048-2053页

作者：李超良胡春华湖南商学院计算机与电子工程学院湖南长沙410205 中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083

针对无线传感器网络中因均匀分簇而导致任务重的簇过早耗尽能量、整个网络失效的问题,提出一种自适应的动态多跳非均匀分簇方法,将传感器网络中的簇根据实际需要进行不均匀划分,承担任务较轻的簇划分得较小,而承担任务较重的簇则较大。... 详细信息

针对无线传感器网络中因均匀分簇而导致任务重的簇过早耗尽能量、整个网络失效的问题,提出一种自适应的动态多跳非均匀分簇方法,将传感器网络中的簇根据实际需要进行不均匀划分,承担任务较轻的簇划分得较小,而承担任务较重的簇则较大。通过均衡簇能量与其所承担的任务,有效地延长网络的生命周期。然后,将该方法应用于2种典型的路由算法LEACH和HEED。研究结果表明:在采用这种非均匀的分簇算法后,传感器网络的生存时间平均减小5%左右。

关键词：无线传感器网络非均匀分簇路由多跳

基于区域划分的WSN非均匀多跳分簇路由算法

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控制与决策 2017年第9期32卷 1695-1700页

作者：胡源牛玉刚邹媛媛华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

延长网络生存周期是WSN的核心问题之一.为均衡网络能耗,有效延长网络生存周期,提出一种保证区域能耗均衡的非均匀多跳分簇路由算法.通过对监测区域的等间距环形划分和等夹角扇形划分,得到同环簇大小相等、不同环簇大小由外到里依次递减... 详细信息

延长网络生存周期是WSN的核心问题之一.为均衡网络能耗,有效延长网络生存周期,提出一种保证区域能耗均衡的非均匀多跳分簇路由算法.通过对监测区域的等间距环形划分和等夹角扇形划分,得到同环簇大小相等、不同环簇大小由外到里依次递减的非均匀分簇方案,保证网络能耗效率最优.在簇头选取阶段,通过与距离相关的通信代价评价函数在每个子区域选择最合适的节点作为簇头,减少网络局部能耗.仿真结果表明了所提出算法的有效性.

关键词：区域划分能耗均衡非均匀分簇多跳传输

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煤矿物联网灾后重构自适应非均匀分簇算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 120-126页

作者：赵清杨维胡青松北京交通大学电子信息工程学院北京100044 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221008

为解决灾后物联网节点剩余能量较低且异构的问题,提出一种能耗均衡的煤矿物联网灾后重构自适应非均匀分簇算法.在簇头选举阶段引入候选簇头选举机制,根据残存节点的剩余能量、相对距离和分布密度设计簇头选举阈值函数,并利用层次分析法... 详细信息

为解决灾后物联网节点剩余能量较低且异构的问题,提出一种能耗均衡的煤矿物联网灾后重构自适应非均匀分簇算法.在簇头选举阶段引入候选簇头选举机制,根据残存节点的剩余能量、相对距离和分布密度设计簇头选举阈值函数,并利用层次分析法计算出三者的权重系数.候选簇头根据当前剩余能量和地理位置计算自身竞争半径,并与邻居候选簇头竞选正式簇头.在簇间多跳路由阶段,综合考虑中继簇头当前的剩余能量、簇内成员节点数及簇间通信能耗,构造中继簇头权值函数,权值最大的中继簇头当选为下一跳路由节点.仿真结果表明:该算法能有效降低重构网络簇头节点平均能耗,提升重构网络的数据传输量,延长重构网络的生存时间.

关键词：煤矿物联网灾后重构残存节点非均匀分簇多跳路由

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铁路监测WSN网络的非均匀优化分簇算法

铁道学报 2019年第11期41卷 72-78页

作者：吕安琪李翠然谢健骊段宝峰兰州交通大学电子与信息工程学院

针对铁路沿线无线传感器网络(WSN)线性部署导致的"能量空洞"问题,提出一种节点非均匀优化分簇算法。在所需监测的铁路沿线等距部署WSN节点,以均衡簇头(CH)节点单位时间能耗为优化目标,对铁路直线轨道、弧线轨道监测区域内的簇成员节点... 详细信息

针对铁路沿线无线传感器网络(WSN)线性部署导致的"能量空洞"问题,提出一种节点非均匀优化分簇算法。在所需监测的铁路沿线等距部署WSN节点,以均衡簇头(CH)节点单位时间能耗为优化目标,对铁路直线轨道、弧线轨道监测区域内的簇成员节点进行非均匀分簇;建立CH节点能耗、CH节点数目和簇成员节点数目之间的函数关系,结合CH节点能耗波动、CH负载均衡度和CH能耗平衡度这3个性能指标,构建优化的WSN分簇部署模型;基于该模型,对比分析了本文算法、簇头固定的非均匀分簇算法、均匀分簇和组数据传输算法的性能。仿真数据表明:提出的节点优化部署模型和算法在降低及均衡CH节点能耗,延长CH节点寿命和提高网络通信效率方面性能较优。

关键词：铁路环境监测无线传感器网络能量空洞非均匀分簇能耗

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带有重叠区域的多跳非均匀分簇路由算法

控制与决策 2019年第6期34卷 1271-1276页

作者：牛玉刚周振华华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

能耗作为衡量无线传感器网络性能的一项重要指标,通常将延长生命周期、均衡能耗作为网络协议重要的设计目标.针对静态、异构、非均匀分布的网络模型,设计带有重叠区域的分簇及簇内单跳、簇间多跳的路由算法—–OMU分簇路由算法,该算法... 详细信息

能耗作为衡量无线传感器网络性能的一项重要指标,通常将延长生命周期、均衡能耗作为网络协议重要的设计目标.针对静态、异构、非均匀分布的网络模型,设计带有重叠区域的分簇及簇内单跳、簇间多跳的路由算法—–OMU分簇路由算法,该算法中簇头不再作为数据转发节点,而主要用于簇内数据的接收与融合.通过综合考虑节点剩余能量、节点密度及与基站的距离进行簇头选举并进行分簇,形成簇间重叠区域,产生用于数据转发的中继节点.同时,建立簇头与中继节点轮换机制以达到节点能耗均衡的目的,并为每个节点建立能量最省的多跳数据传输路径.仿真结果表明,所设计的分簇路由算法,特别是在大规模部署的无线传感器网络中,能有效减少和均衡能量消耗.

关键词：无线传感器网络非均匀分簇重叠区域多跳路由生命周期能耗均衡

基于竞争神经网络的无线传感器网络非均匀分簇算法

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齐齐哈尔大学学报（自然科学版） 2023年第5期39卷 1-6页

作者：吴子敬齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院黑龙江齐齐哈尔161006

为了解决现有无线传感器网络节点能耗不均问题,提出了一种基于竞争神经网络的无线传感器网络非均匀分簇算法。首先,在竞选簇头阶段,使用基于竞争神经网络模型从所有传感器节点中选取簇头,各节点将剩余能量、节点密度与基站的距离作为输... 详细信息

为了解决现有无线传感器网络节点能耗不均问题,提出了一种基于竞争神经网络的无线传感器网络非均匀分簇算法。首先,在竞选簇头阶段,使用基于竞争神经网络模型从所有传感器节点中选取簇头,各节点将剩余能量、节点密度与基站的距离作为输入向量,竞选出使整个传感器网络负载均衡的簇头;然后,在节点成簇阶段,使用基于自组织映射神经网络模型划分簇群,完成网络的自组织节点入簇。仿真实验表明,该算法有效减少了节点能耗。

关键词：无线传感器网络竞争神经网络非均匀分簇