作者:吕安琪; 李翠然; 谢健骊; 段宝峰 期刊:《铁道学报》 2019年第11期
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...
作者:傅菊平; 王东方; 齐小刚 期刊:《信息技术与网络安全》 2011年第02期
在无线传感器网络中,传感器节点往往采用多跳的方式进行数据传输,造成了基站sink周围节点能量消耗过快,易形成能量空洞问题。针对这个问题,提出了一种改变中继节点能量的能耗均衡策略,即将中继节点的能量加大为原传感器节点能量的数倍,同时减少中继节点的数量。理论分析和仿真结果表明,这种方法有效地解决了能量空洞问题。考虑到成本和数据冗余问题,在中继节点数为理想数目的3/5时,网络能耗没有太大的提高,即放置少量的中继节点也...
作者:尚静; 董增寿; 康琳 期刊:《太原科技大学学报》 2018年第02期
针对异构无线传感器网络中分布式节能分簇路由(DEEC)存在的能量空洞现象,提出一种改进算法EIDEEC。该算法一方面在簇头选举阶段,通过调整簇头选举概率,实现非均匀分簇;另一方面在簇形成阶段,通过将节点与sink的距离与距离阈值进行比较,判断节点是单跳或者经过簇头转发的形式进行数据传输。通过两方面的改进,克服能量空洞现象。经仿真验证,EIDEEC算法的网络生存周期、基站数据接收量和节点平均剩余能量较DEEC算法均有所提高。
作者:薛寒寒; 王柏; 张雷; 黄海 期刊:《北京邮电大学学报》 2018年第03期
针对无线传感器网络(WSN)中数据计算需求和由簇首负载过重引起的热点问题和能量空洞问题,提出基于计算节点和转发节点的自组织聚簇算法(SCATN),对簇首功能进行分解,以计算节点满足数据计算需求,以转发节点进行数据转发,并通过分布控制解决热点问题和能量空洞问题.聚簇过程采用自组织方式控制功能节点的生成、分布,从而解决分布不均匀和连接性问题.同时,普通节点自主更换归属簇,以及时、细粒度地调整计算节点负载.仿真实验结果...
作者:赵亚娟 期刊:《中国电子科学研究院学报》 2018年第04期
为有效避免能量空洞现象并延长网络寿命,给出了一种基于等比数列递增的线性无线传感器网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外,剩余子监测区域从外到内使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡,同时需随机部署一定数量的中继节点来转发数据。仿真实验结果表明:所给方案可以有效避免能量空洞,实现网络能耗均衡的目的,且能大大延长网络寿命,可用于实际的线性无线传感器网络中。
在实际的无线传感器网络中,由于路由空洞而采用的边缘转发方式容易引起空洞边缘节点能量消耗过快从而导致空洞不断扩大,形成能量空洞。为延长网络生命周期,避免能量空洞的出现,对网络中的盲区、盲点进行定义,设计一种盲区查找规则,并提出一种基于盲点查找的路由算法。利用网络中的盲点和盲区信息进行路由,避开空洞边缘的盲点,从而减少了边缘转发次数。仿真结果表明,与GPSR和GEAR算法相比,该算法能有效延长网络生命周期,数据包到达...
作者:张娜娜; 赵作鹏; 李晓波 期刊:《计算机工程与应用》 2017年第23期
为避免无线传感器网络中因节点能耗不均衡而产生的能量空洞现象,延长网络生命周期,提出采用半贪心优化的节点非均匀分布路由协议。首先在网络监测区域分层的基础上,计算各层感知数据转发能耗,根据各层网络能耗比例和监测区域覆盖要求,设计了密度递减的节点部署模型;然后基于两跳通信的贪心范围,提出两跳能耗代价估计函数,改进半贪心算法;在簇间多跳通信阶段,利用优化的半贪心算法求解簇头到基站的最优转发路径。仿真实验表明,与现...
作者:陶志勇; 王和章 期刊:《计算机科学》 2018年第03期
针对成簇路由协议中由节点负载不均引起的能量空洞问题,提出了一种基于新型聚类的负载均衡非均匀分层路由协议(NHRPNC)。首先,利用改进的LEACH协议阈值函数选举区头,并对网络进行合理的非均匀分区;其次,对每个区头运用新型聚类算法实现区内非均匀分簇;然后,在每个簇内采用四步簇首选择机制来周期性地选择簇首;最后,在簇间多跳通信时,采用动态权重的方式优化多跳路径。仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议、分布式...
作者:许雁飞; 沙超 期刊:《信息技术与信息化》 2017年第11期
在无线传感网中,传感节点的能量是有限的,当节点能量耗尽时,节点便会死亡,数据将无法传送至基站,该拓扑路径也会断开。这种因节点能量耗尽而死亡的现象称为"能量空洞"。如何缓解"能量空洞"现象,延长网络生命周期,是目前无线传感网研究的热点之一。本文在基于栅格的分层网络结构及路由协议的基础上,设计并实现了一种基于移动Sink的能量空洞缓解方案,实验结果表明,该方案有效降低了网络能耗。
作者:陈欢; 沙超; 黄海平; 王汝传 期刊:《计算机技术与发展》 2017年第06期
在无线传感网中,网络中心附近的节点由于要负责全网数据的接收和转发,将会消耗更多能量,从而造成节点间能耗不均,产生“能量空洞问题”。为延长簇树状无线传感网的网络生命期并均衡网内各节点能耗,提出了一种面向圆形传感器网络的能量空洞缓解方法。该方法将网络划分为虚拟的环状结构以满足多跳数据传输的要求,感知节点非均匀地分布在该圆形网络中,内环中的节点数总是多于外环,以确保数据上传过程中的能耗均衡性,各节点根...
作者:陈果; 刘唐; 彭舰 期刊:《小型微型计算机系统》 2017年第04期
由于单一的sink节点覆盖区域有限,因而在大规模无线传感器网络中,多采用双sink或多sink的网络结构.针对双sink网络环境下,网络不同区域的节点能耗不均而造成的能量空洞现象,提出一种双sink能量空洞避免策略(DEAS,doublesinks energyhole avoidance strategy).其核心思想是:根据阈值训练的结果,以双sink监测区域内节点的能耗负载差异为导向,动态地调整双sink的监测区域面积,使得双sink监测区域内节点的能耗负载趋于一...
作者:李建坡; 董子奇 期刊:《计算机应用研究》 2017年第03期
能量空洞是影响无线传感器网络性能的关键问题之一,据此提出了一种基于能量迭代的非均匀分簇路由算法。该算法在簇头选举时通过减少迭代次数,降低能量消耗,同时综合考虑节点能耗速度、节点到汇聚节点的距离等因素,选出最优簇头。考虑到节点到汇聚节点距离和节点密度对网络生命周期的影响,提出了非均匀分簇算法,实现网络能耗均衡的目的。仿真实验表明,当最大簇半径为R=50 m,选举因素所占权重α=0.4,簇半径调节系数η=0.7时,算法达到最...
作者:饶芳; 谭建军 期刊:《现代电子技术》 2015年第19期
在深入研究k-means算法和连续Hopfield神经网络算法的基础上,提出一种目标位置选择移动算法,该算法先利用k-means算法的原理,将网络中能量相近的节点进行聚簇,并选取每个簇的质心作为sink节点可以安放的目标位置,再利用连续Hopfield神经网络算法的思想,为sink节点的前进预设一条最优路径。Matlab仿真结果显示,该路由算法可以有效地抑制能量空洞的现象,对延长网络寿命具有重大意义,同时对解决能源问题也做出了一定贡献。
作者:康春颖 期刊:《黑龙江大学自然科学学报》 2014年第06期
提供了一种绕过无线传感器网络“能量空洞”的方法(CHA方法),可以用来找到绕过能量空洞的最优节点路由路径。在数据包从源节点传递到目的节点的过程中,通过遇到能量空洞,先勾勒出空洞范围,再基于凸壳(Convex hull)找到绕过能量空洞的最优节点路由路径。仿真结果表明,该算法优化了能量空洞绕洞路由路径,有效提高了无线传感器网络传输效率,减少了无线传感器能量损耗和信息传递的延迟。
作者:谢琳; 彭舰; 刘唐; 刘华山 期刊:《计算机应用》 2016年第06期
为了缓解无线传感器网络中出现的能量空洞问题,提出了多级能量异构算法(MEH)。该算法对网络的通信负载分布特性进行解析,并根据通信负载分布特性给网络部署初始能量异构的节点,即在通信负载较重的区域配置初始能量较高的节点,以平衡各区域的能量消耗速率,缓解能量空洞问题,延长网络生命周期。仿真结果显示,与已有的低功耗自适应分簇算法(LEACH)、分布式能量均衡的非均匀成簇路由算法(DEBUC)、非均匀部署算法(NDS)相比,MEH...
作者:郭佑民 张宏林 胡广鹏 期刊:《兰州交通大学学报》 2011年第03期
无线传感器网络由于多跳通信和多对一的数据流导致能量消耗分布极不均衡而产生能量空洞,大大缩短了网络寿命,浪费了能量.文章探讨了利用功率控制策略平衡无线传感器网络节点能耗,分析了在节点均匀分布的圆形网络中,采用不等宽圆环划分网络,调节节点发射半径的功率控制策略实现网络中节点能耗的均衡.仿真分析显示网络生命周期结束时,处于网络中内部节点同时耗尽了自身的能量.
作者:刘宇 聂闻 期刊:《传感器与微系统》 2011年第05期
无线传感器网络路由的一个重要问题是如何有效地均衡整个网络的能量消耗水平,避免形成能量空洞。如何通过有效的节点部署来避免"能量空洞"并使网络效率最大,是一个极具挑战性的研究课题。基于无线传感器网络特性,提出了基于量子免疫的能量空洞避免算法。采用量子编码染色体,利用免疫算子和量子门来引导变异,使得当前最优个体的信息能够很容易扩大到下一代,具有种群规模小、收敛速度快、全局寻优能力强的特点。对比实验结果表明:...
作者:黄琛 房鼎益 陈晓江 期刊:《计算机应用研究》 2009年第09期
在非均匀分簇思想的基础上,提出了一种新的WSN多跳成簇路由算法。在该算法中,距汇聚点较近的节点直接与汇聚点通信,进一步减小了靠近汇聚点的簇规模,从而减轻了簇首负载,避免了不必要的能量消耗。仿真实验表明,该算法能使WSN网络负载更均衡,有助于解决能量空洞难题、延长WSN网络总的生存时间。
作者:皇苏斌 王忠群 汪千松 期刊:《计算机应用》 2011年第11期
针对现有无线传感器网络(WSN)分簇路由协议因节点分布不均匀而造成能量不均衡、"热区"能量空洞问题,提出一种能量均衡的节点非均匀分布路由协议。该协议以节点"度"、节点到Sink节点的距离及节点平均剩余能量与节点本身剩余能量的比值作为竞选主(副)簇头的参数,并且各簇之间通过路由树与Sink节点通信。仿真结果表明,本协议可降减少于"热区"内或节点密度高的簇的簇头轮换次数,推迟出现第一个死亡节点的时间,使网络负载更加...
作者:陈传峰 林玮 期刊:《电子技术应用》 2009年第06期
无线传感器网络的监测应用是典型的多对一网络,离Sink较近的节点需承担更多的通信负载,更容易过早地耗尽自身的能量,使网络在有大量剩余节点的情况下死亡。为此提出采用不均匀环带设计使节点能耗均衡,从而延长网络寿命的策略。利用本方法,在实际情况下不仅能确定环带半径,还延长了网络寿命。