网络生存时间

摘要： 针对现有水下传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSN)中机会路由(Opportunistic Routing,OR)存在转发节点优先级固定,导致节点能量消耗过快、传输率低,不适用于对网络生存时间和可靠性要求较高应用场景(如海底勘探)的问题,提出了基于轮转优先级的机会路由算法(RPOR),结合节点剩余能量、与源节点之间的深度差构建适度值作为选择最优转发节点的目标函数,选择剩余能量较多、传输成功率更高的节点完成分组的传输以轮转转发优先级、均衡节点能耗;增加ACK传输确认机制协调候选集,以单跳传输代替广播传输,减少了冗余分组的转发,降低了分组碰撞的概率.仿真结果表明该算法有效提升了数据分组传输率和活动节点数率,提高了分组传输可靠性、延长了网络生存时间.

摘要： 无线自组网在环境监测领域的应用已经十分普及,但受环境因素的影响,存在携带电量不足、节点能耗不均衡导致的网络生存时间较短等问题,并影响了监测效率。为了延长网络生存时间,提出一种基于改进GPSR多跳算法的WSN节点传输策略。建立了节点多跳概率模型,发现了特殊因子α。引入能量限制函数改进GPSR算法。采用NS2软件进行仿真实验。仿真结果表明:与LEACH算法和PEGASIS算法相比,提出的算法可以有效地均衡网络能量,延长网络生存时间。

摘要： 针对移动自组网网络生存时间较短、传统按需路由协议开销大且易断裂的问题,文中提出一种移动自组网基于地理位置信息的能量辅助路由协议LEAODV(Location-Energy-AODV).传统按需距离矢量协议以广播方式进行路由发现,路由开销大且未考虑节点能量耗尽而造成路由断裂问题.LEAODV路由协议考虑通信节点地理位置信息与节点自身能量剩余百分比,引入节点稳定二维前程值和节点能量分级的计算方法.在按需距离矢量协议的基础上,增加稳定二维前程值和能量分级辅助路由,减少路由请求负载,限制低能量节点参与路由,从而提高路由稳定性.在OPNET仿真平台进行仿真,验证LEAODV,TSRAL和AODV的性能.理论分析与仿真实验结果表明,LEAODV协议在保证网络可靠性的基础上比传统按需距离矢量协议算法延长了网络生存时间,降低了网络路由开销,在节点数目较多的网络更具优势.

摘要： 无线传感器网络(WSN)是由大量具有感知和传输数据能力的传感器节点组成的自组织网络,被用来部署监测物理环境.针对无线传感器节点存储空间小、能量有限、路由不稳定、能耗不均衡等问题,提出一种改进的基于加权优化树的路由算法,将树型结构应用于分簇路由算法中.根据节点的剩余能量、可用内存、相邻节点的距离、信道质量设定数据传输代价,并以此为基础对树型拓扑结构进行加权优化,分布式地在簇内创建树型网络拓扑结构.改进的算法降低了网络中数据传输的总代价.仿真实验结果表明:与传统的树结构和分簇路由算法相比较,结合了树型拓扑结构的分簇路由算法,在延长网络生存时间和平衡网络能耗方面更具有优势.

摘要： 无线传感器网络(WSN)是由大量具有感知和传输数据能力的传感器节点组成的自组织网络,被用来部署监测物理环境.针对无线传感器节点存储空间小、能量有限、路由不稳定、能耗不均衡等问题,提出一种改进的基于加权优化树的路由算法,将树型结构应用于分簇路由算法中.根据节点的剩余能量、可用内存、相邻节点的距离、信道质量设定数据传输代价,并以此为基础对树型拓扑结构进行加权优化,分布式地在簇内创建树型网络拓扑结构.改进的算法降低了网络中数据传输的总代价.仿真实验结果表明:与传统的树结构和分簇路由算法相比较,结合了树型拓扑结构的分簇路由算法,在延长网络生存时间和平衡网络能耗方面更具有优势.

摘要： Route establishment between source and destination is a difficult process in mobile ad hoc networks.Many approaches have been developed to find a route from source to destination without considering the stability of the nodes and it's link life time.It affect the network performance such as packet delivery ratio,delay,energy consumption and so on.In order to improve the performance of MANETs,both network lifetime and energy consumption associate with intermediate nodes should be jointly take into account for devising routing schemes in MANETs.This would improve the packet delivery ratio and reduce the end to end delay.In this paper,lifetime of node is measured based on the residual energy and energy consumption rate of the node.And then we use it to devise a new routing scheme called energy optimization routing based on the variable transmission power technique and to minimize the over utilization of nodes.Via NS2 simulation,comparing with AODV and LER,we demonstrate that our proposed algorithm results in improved in network lifetime,packet delivery ratio,and reduce the energy consumption,end to end delay and control the amount of the RREQ packet number.%移动自组织网络中,建立从源端到目的端路径的过程比较困难.提出了许多方法用来寻找从源端到目的端的路径,但都没有考虑节点稳定性和它的链路生存时间.这就会对网络数据传输效率、延时、能量消耗等方面的性能造成影响.为了提高移动自组织网路的性能,设计移动自组织网络路由协议时,应当把网络生存时间、能量消耗、以及中间节点同时考虑进来.这将会提高数据传输效率,减少端到端延时.根据节点的剩余能量和节点能量消耗速率,测量了节点的生存时间.根据节点的生存时间,结合可变功率传输技术,为了减少节点的过度利用,设计了一种新的能量优化路由机制.通过NS2仿真,与AODV和LER相比,证实了提出的算法提高了网络生存时间和数据传输效率.并且降低了能量消耗和端到端延时,另外也控制了RREQ包的数量.

摘要： 针对目前低功耗有损网络路由协议(RPL)中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL(EB-RPL).首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能.仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4％和39.4％的平均网络生存时间.EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间.%To deal with the problems of unbalanced energy consumption of nodes,short network lifetime and tardy update of parent nodes' status information during steady state in the IPv6 Routing Protocol for Low-power and lossy network (RPL),an Energy Balancing RPL (EB-RPL) with battery estimation strategy was proposed.Firstly,a new routing metric combing expected transmission count and node residual energy was presented,with which nodes can adaptively adjust the network topology at different stages.Secondly,a battery estimation method based on energy consumption rate of the parent node was designed,thus the child nodes can calculate the power consumption of the parent node and make the correct routing decision without increasing the additional overhead of control messages.Finally,the performance of EB-RPL was compared and analyzed through experiments.The simulation results show that compared with RPL,EB-RPL can significantly reduce the standard deviation of power between nodes at the same level,and the average network lifetime is respectively prolonged by 29.4％ and 39.4％ on average with different interpacket intervals and network sizes.EB-RPL can effectively achieve energy balance and significantly extend network lifetime.

摘要： 移动自组织网络具有自组织、动态拓扑、多跳通信和分布式控制等特点,可应用于小型区域战场和灾后现场的通信;然而通常由于节点能源受限,网络生存时间短暂,最大化利用现有资源是研究自组织网络的重要方向;自适应分簇算法是根据监测区域和节点位置划分网格,比较不同簇数下 LBF值,得到最合理的分簇结构,选取剩余能量等级最高的节点作为簇头;通过对 100 个节点时指定簇头、轮换簇头和自适应分簇三种算法下的网络节点生存时间和每轮节点能量的方差进行仿真,得出自适应分簇算法将网络生存时间明显延长,并平衡了簇头的负载.

摘要： 无线传感器网络技术(WSNs)是近些年快速发展起来的一项高新技术，它将无线通信技术、嵌入式技术以及信息处理技术集成为一体，在关于无线传感器网络的众多评判标准中，网络生存时间是最重要的衡量因素，针对单跳数据传输时内外围节点能量消耗的不均衡性，提出一种基于节点与基站距离的非对称成簇，利用节点不同应用过程之间的能量补充机制，平衡节点的能耗，从而延长网络生命周期。

摘要： 无线传盛器网络是近几年来国内外较为热门的研究领域，它融合了当今众多热门技术，具有十分广阔的应用前景，对于当前促进经济结构转型、振兴东北老工业基地具有十分重要的参考价值。与传统的无线网络相比，无线传感器网络最突出的特点是传感器节点的能量有限性，这也成为衡量其路由算法优劣的重要因素。目前提出的大多数无线传感器网络路由算法主要集中在网络服务质量上，对无线传感器网络中实际存在的节点的能源有限性考虑较少，而蚁群算法的并行性、正向反馈和高健壮性的特点可以较好地解决这一问题。本文从无线传感器网络的实际应用环境出发，通过对已有研究成果的总结提炼，引进蚁群算法作其路由协议算法，并通过仿真对其能量消耗和网络生存时间等问题进行了研究。

摘要： 对我国海洋监测的现状与不足进行了概述，介绍了国内外水下传感器网络的应用现状，设计了基于水下无线传感器网络的海洋监测系统，重点讨论了平台的沉浮方法和系统采用的通信方式，提出了延长网络生存时间的三种有效措施。

摘要： 针对典型分簇式路由LEACH协议随机选取簇头节点、分簇不合理等造成的网络节能性不理想的情况,本文提出一种基于能量和距离的分簇式路由协议EDCRP,通过把节点到基站的距离和其剩余能量作为基站选取簇头的参考因素,借鉴遗传算法中的轮盘赌思想选择簇头,并设置簇头之间的距离阈值,合理选取和分布簇头.通过在Matlab 环境下仿真实验,比较LEACH协议、DIRECT协议和EDCRP协议,实验表明EDCRP协议可改善负载均衡和有效地延长网络生存时间.

摘要： 根据无线传感器网络中数据传输的“多对一”的向心性特点,借鉴物理学中势能场的概念,构建了基于节点到sink跳数和节点剩余能量的混合虚拟势能场。以最大化阿络生存时间为目标,以虚拟势能场中的虚拟力作为路由选择标准,提出了多sink无线传感器网络路由算法。算法综合考虑传感器节点能耗的有效性和均衡性,将跳数势能场和剩余能量势能场进行线性叠加,节点选择邻居节点中虚拟力最大的作为下一跳节点。算法采用低能量节点的避开策略和高能量节点的优选策略,动态调整势能值,实现传感器节点的能耗均衡。仿真结果表明：该路由算法与同类算法相比能够有效的均衡节点的能量消耗,延长网络生存时间。

摘要： 针对无线传感器网络中节点的高密度部署情况,提出一种基于约束遗传算法的优化覆盖机制.在保证网络充分覆盖的前提下,令一部分冗余节点进入低功耗休眠状态,通过引入约束因子,将复杂的多目标问题简化为单目标适值函数,计算网络充分覆盖所需的近似最优工作节点集.仿真结果表明本文所提机制能够快速收敛于最优解,完成工作节点集的优化选取,从而降低网络冗余,有效延长网络生存时间.

摘要： 低能量自适应分簇路由协议(LEACH, low energy adaptive clustering hierarchy)是第一个基于多簇结构的集群路由协议,网络生存时间和负载均衡程度显著提高。本文在LEACH协议的基础上进行改进提出了一种高能效无线传感器网络协议--LEACH-WC,通过调整簇头节点权重和非簇头节点通信代价,提高了网络的负载均衡,从而有效地延长了无线传感器网络生存时间。仿真结果证明了算法的有效性。

摘要： MANET一类不要任何基站或固定基础设施即能提供无约束移动的动态可重构多跳无线网络.开发良好的路由协议是建立MANET的首要问题,评价这些路由的传统指标通常有:丢包率、路由消息负载、路由长度、吞吐量等,但由于MANET的绝大多数节点是由电池供电的,并非无限能量,因此能量消耗理应成为一个十分重要的评价尺度.传统的节能路由协议设计时,仅考虑节点发送(transit)和接收(receive)时才耗能,但在现实中,节点处于监听(listen)和空闲(idle)状态时,射频部分特别是接收和解码电路是没有关闭的,其消耗的能量也是巨大的.其各种状太的能耗比值为:(空闲:接收:发送)=1:1.05:1.4.仅仅从改进路由协议,减少收发数据包的角度考虑节耗问题,是不切实际的.因此必须利用各层信息,在不影响整个网络连通性地情况下,动态地选取某些冗余节点关闭射电路,进入睡眠状态.通过这些节点的不断更替,使得每个节点的能耗趋于平衡,最大限度延长网络生存时间.正是基于这样的思想,我们提出一种基于簇的节能拓扑控制算法.首先确定若干簇头(clustering head),以簇头为圆心,传输半径为半径建立若干个簇,使得每个节点都包含于某个簇内,可以在一跳到达某个簇头.而每个簇之间通过某个公共节点或是两个节点相连.这些连接相邻簇的节点称为网关(gateway)节点.选出的簇头和部分网关节点成为骨干节点进入工作状态,而其余的节点则是冗余节点进入睡眠状态.冗余节点的射频被关闭,它的通信工作由其他骨干节点完成.当某个睡眠状态的节点作为通信的目的节点时,它所属的簇头节点通过自己的缓冲区将通信数据暂时保留起来,等候节点进入工作状点时,再将数据传入该睡眠节点.通过网络性能仿真,在节点快速移动情况下,网络生存时间比不加CEC拓扑控制策略是增加了一倍,当节点不移动时,网络生存时间更多.可见CEC拓扑控制策略对节约能耗的贡献十分巨大.

摘要： 对无线传感器网络的路由协议进行了分析研究，重点对LEACH协议进行了深入的探讨，发现LEACH协议的随机选择簇头的方案没有做到最优，因为它在选择过程中没有考虑节点剩余能量，且簇头节点在与基站通信时采用单跳通信，针对LEACH存在的不足，进行了改进，提出了EECH协议。通过NS仿真比较表明，改进的协议有效的延长了网络的生存时间，提高了网络的效率。

摘要： 对无线传感器网络的路由协议进行了分析研究，重点对LEACH协议进行了深入的探讨，发现LEACH协议的随机选择簇头的方案没有做到最优，因为它在选择过程中没有考虑节点剩余能量，且簇头节点在与基站通信时采用单跳通信，针对LEACH存在的不足，进行了改进，提出了EECH协议。通过NS仿真比较表明，改进的协议有效的延长了网络的生存时间，提高了网络的效率。

摘要： 本发明公开了一种基于深度生存分析的网络话题爆发时间预测方法，属于网络话题预测领域。本发明包括以下步骤：获得数值时间序列数据，将网络话题相关数值量转化为时间序列；获得文本时间序列数据，将网络话题相关时变文本转化为时间序列；获得文本特征时间序列，基于所设置的文本特征提取器，通过文本时间序列数据获得文本特征时间序列；构建基于生存分析的深度学习模型，深度生存模块进行回归预测，输出话题危险率；模型训练，模型训练基于全新设计的损失函数进行训练；确定判断阈值，通过枚举法找到最优判断阈值，实现网络话题爆发时间预测。本发明用于网络话题的爆发预测，能有效提升预测准确性。

摘要： 本发明涉及无线通讯领域，提供一种确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，方法包括：确定多跳网络中以目标节点为源节点的层级结构中各层级上的节点，使各节点逐级反馈路径值；根据所述路径值确定所述目标节点生存时间值。本发明提供的确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，通过确定多跳网络中以目标节点为源节点的层级结构中各层级上的节点，使各节点逐级反馈路径值，从而确定目标节点的路径值，使该路径值作为目标节点的生存时间值，保证数据包传输到网络中其他节点，不会产生多余无效的反复传输。

摘要： 本发明涉及无线通讯领域，提供一种确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，方法包括：目标节点根据当前计划生存时间值向多跳网络中节点发送请求节点状态的数据包，并获取节点状态提取单播地址反馈清单，与单播地址扫描清单进行单播地址匹配，确定清单上的单播地址相同，则当前计划生存时间值配置为目标节点发送数据包的生存时间值。本发明提供的确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，通过节点以不同生存时间值向其他节点发送请求节点状态的数据包，并采集节点状态生成单播地址反馈清单，与单播地址扫描清单进行地址比对，确定该节点每次发送数据包应该设置的生存时间值，保证数据包传输到网络中其他节点，不会产生多余无效的反复传输。

摘要： 本发明涉及无线通讯领域，提供一种确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，方法包括：目标节点根据第一生存时间值向多跳网络中节点发送请求节点状态的数据包，并获取节点反馈的节点状态，根据所述节点状态确定中继次数清单；根据所述中继次数清单确定所述目标节点生存时间值。本发明提供的确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，通过节点以预设限制生存时间值向其他节点发送请求节点状态的数据包，并根据节点状态确定中继次数清单，然后根据中继次数清单确定中继次数作为目标节点生存时间值，保证数据包传输到网络中其他节点，不会产生多余无效的反复传输。

摘要： 本发明公开了一种基于链路生存时间的卫星自组织网络路由抗毁方法，其包括根据卫星节点和其邻居节点的Hello分组消息生成邻居表，之后预测卫星自组织网络中每个卫星节点与其邻居节点间的链路生存时间；选取每个卫星节点的MPR节点，并通过卫星节点的MPR节点全网广播TC消息建立卫星自组织网络拓扑图；采用基于跳数和链路生存时间的Dijkstra算法，计算卫星自组织网络拓扑图/临时网络拓扑图A中源节点到目的节点的主路由和备选路由；临时网络拓扑图A为卫星自组织网络拓扑删除主路由中非源节点和目的节点的所有卫星节点得到。本方案的路由抗毁方法解决了传统OLSR路由协议在卫星自组织网络的应用中容易出现链路失效的问题。

摘要： 本发明涉及无线通讯领域，提供一种确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，方法包括：目标节点根据第一生存时间值向多跳网络中节点发送请求节点状态的数据包，并获取节点反馈的节点状态，根据所述节点状态确定中继次数清单；根据所述中继次数清单确定所述目标节点生存时间值。本发明提供的确定多跳网络节点生存时间值的方法及装置，通过节点以预设限制生存时间值向其他节点发送请求节点状态的数据包，并根据节点状态确定中继次数清单，然后根据中继次数清单确定中继次数作为目标节点生存时间值，保证数据包传输到网络中其他节点，不会产生多余无效的反复传输。

摘要： 本发明公开了一种优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，所述方法是一种分布式方法，包括静态传感节点、移动传感节点和Sink节点分别执行各自不同的工作方法。本发明解决了异构静态传感节点部署和失效引起的覆盖盲区问题，考虑静态传感节点的感知半径异构，根据周围邻居传感节点信息计算移动传感节点的停留位置。根据静态传感节点上报的位置，建立覆盖调度模型，并采用启发式求解方法求解调度模型，获得移动传感节点的停留位置较优方案。总之，本发明提高了区域覆盖率和静态传感节点存活个数。不管移动传感节点个数如何变化，在保持相同的区域覆盖率下，本发明提高了网络生存时间和降低了平均静态传感节点能耗。

摘要： 水下无线传感器网络中延长网络生存时间的方法包括以下步骤：1、基站不规则周期运动转换方法，通过映射，将三维环境下不规则的基站周期性移动路径转化成基站绕z轴圆周运动的组合，保证在转化之后，网络的生存时间不会减少；2、基站圆周运动平面下节点剔除原则，在基站绕z轴做圆周运动时候，对于在运动平面下的点，总能在运动平面上找到一个对应点，此点的负载更大；3、基站次大圆周运动剔除原则，当基站在同一平面内运动时候，半径越小，网络的生存时间越短；4、基站移动策略MOSS基站在监控区域最外围做周期性的圆周运动，从最大圈开始，然后到次大圈，依次往下直到最底部，然后向上同样做圆周运动，直到最大圈，完成一个周期。

摘要： 本发明涉及一种无线传感网络的生存时间最优化方法，属通信技术领域。本发明研究无线传感网络节点能耗问题，考虑传感器初始能量、无线通信信道和节点通信间能耗不均衡的特点，建立符合实际无线传感网络环境下的约束，引入圆环能耗速率描述圆环内节点能量消耗的快慢速度，对圆环内的节点数目进行约束使得圆环对应的能耗速率趋于一致。并将节点的生存时间定义为节点初始能量与单位时间能耗的比值，建立了网络生存时间优化模型；融合DY(Dai‑Yuan)和LS(Liu‑Storey)改进共轭梯度参数，对步长采用强Wlofe非精确下降准则，进而提出一种基于融合共轭梯度提出最优化生存时间方法。收敛性分析和仿真结果表明，该方法具有良好的收敛性，能够有效的控制传感器间的通信速率，从而有效延长无线传感网络的生存时间。

摘要： 本发明公开了一种延长网络生存时间的簇头规划及功率控制方法，所述方法包括以下步骤：计算各设备担任簇头的最佳轮数以最大化网络FED时间；建立簇头索引表；明确当前轮传输的簇头设备；计算各设备的最优发送功率以最小化网络每轮能量消耗；各设备根据其最优发送功率传输数据包，完成当前轮数据传输。该方法以最大化网络FED时间为目标，以设备能量为约束建立优化问题，求得了每个设备担任簇头的最佳轮数。此外，还研究了设备传输时间约束下的最小化网络能量消耗的功率控制方法，显著地延长了海量MTC网络的FED时间，并且应用所提功率控制方法可进一步降低网络能量消耗、延长网络生存时间，具有工程实际应用价值。