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基于RF-EHWSN的能量自适应多跳路由协议
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作者 赵怡帆 任力生 王芳 《现代电子技术》 北大核心 2025年第16期13-18,共6页
针对射频能量收集型无线传感器网络(RF-EHWSN)中传统的LEACH协议在簇头选择阶段未考虑节点的剩余能量和通信距离,导致节点能耗过高,从而缩短网络寿命的问题,以及在稳态阶段传输数据使用单跳传输,导致能量消耗不均衡的问题,提出一种能量... 针对射频能量收集型无线传感器网络(RF-EHWSN)中传统的LEACH协议在簇头选择阶段未考虑节点的剩余能量和通信距离,导致节点能耗过高,从而缩短网络寿命的问题,以及在稳态阶段传输数据使用单跳传输,导致能量消耗不均衡的问题,提出一种能量自适应分簇多跳路由协议。该协议在簇建立阶段引入距离因子和能量因子,优化簇首选择过程;在稳态阶段,采用簇间多跳路由,簇首节点通过代价函数寻找中继路由节点,有效降低了数据传输的能量消耗。与LEACH协议和LEACH-C协议对比得到,所提出的协议网络首次出现节点死亡的时间分别延长了344.44%和105.13%,网络节点全部死亡的时间分别延长了86.44%和23.53%,网络能耗分别降低了约23.53%、22.00%,吞吐量分别提高了212.90%、18.52%。实验结果表明,所提出的协议显著延长了网络寿命,均衡了网络能耗,提高了网络吞吐量。 展开更多
关键词 射频能量收集 无线传感器网络 LEACH协议 分簇协议 簇间多跳路由 网络寿命 能量消耗
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基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议 被引量:2
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作者 王丽芳 杨康杰 +1 位作者 郭晓东 张哲 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第9期2620-2626,共7页
针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个... 针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个体,通过与随机选择的精英个体进行交叉变异操作,改进蚁群优化算法,以整个网络每次通信的能耗为优化目标选取较优的簇头节点集。为待转发簇头节点设计从可动态调节的扇形区域中选择下一跳中继节点的链路转发策略。实验结果表明,与现有协议相比,该协议在延长网络寿命、提高通信链路质量、增强网络覆盖度方面表现良好。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 多跳 扇形链路策略 蚁群优化算法 簇头节点选择 能量均衡 网络覆盖度
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基于深度强化学习的可信分簇路由协议 被引量:1
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作者 段辉 石琼 师智斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第2期117-126,共10页
针对分簇路由协议中恶意节点充当簇头的安全性问题以及基于深度强化学习的路由协议存在收敛慢、波动大的难题,提出了一种基于信任机制和深度强化学习算法soft actor-critic(SAC)的分簇路由协议。该协议首先运用改进的标签传播算法对网... 针对分簇路由协议中恶意节点充当簇头的安全性问题以及基于深度强化学习的路由协议存在收敛慢、波动大的难题,提出了一种基于信任机制和深度强化学习算法soft actor-critic(SAC)的分簇路由协议。该协议首先运用改进的标签传播算法对网络进行分簇。然后采用基于信任的簇头选举机制从簇内选出可信簇头,并采取主-从簇头机制防止簇头“叛变”成为恶意节点。最后利用SAC算法,将簇头作为智能体,实现动态路由决策。实验结果表明:该协议相较于RTRPT、SCR-TBE以及基于DQN、D3QN、PPO的路由协议,具有更优的性能和更好的收敛性。其丢包率、平均时延和网络吞吐量指标均为最优。在多个测试场景下,相较于PPO方案性能最小提升3.97%,最大提升22.39%。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 网络安全 深度强化学习 信任机制
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一种基于能量和可控簇规模的分簇路由协议 被引量:1
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作者 王宁 葛宜豪 王军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第11期95-102,共8页
针对工业无线传感器网络的需求,在LEACH协议的基础上,提出一种改进算法-LEACH-EKN。在簇头选举阶段,提出“强盛节点”概念,筛选出剩余能量多的节点;通过“自适应最优簇头数”来控制簇的个数;通过“簇头潜力因子”让具有最优簇半径且半... 针对工业无线传感器网络的需求,在LEACH协议的基础上,提出一种改进算法-LEACH-EKN。在簇头选举阶段,提出“强盛节点”概念,筛选出剩余能量多的节点;通过“自适应最优簇头数”来控制簇的个数;通过“簇头潜力因子”让具有最优簇半径且半径内成员节点密度更大、距离基站更近的节点有更大概率当选簇头。综合以上方面,提出新的阈值公式。实验结果表明,LEACH-EKN相比LEACH和LEACH-E,在簇头数量分别减少了53%和50%的基础上,网络生命周期分别提升了43%和21%。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由 簇头选举 生命周期
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能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议 被引量:222
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作者 蒋畅江 石为人 +2 位作者 唐贤伦 王平 向敏 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1222-1232,共11页
提出了一种能量高效均衡、非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的无线传感器网络分布式分簇路由协议DEBUC(distributed energy-balanced unequal clustering routing protocol).该协议采用基于时间的簇头竞争算法,广播时间取决于候选簇头... 提出了一种能量高效均衡、非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的无线传感器网络分布式分簇路由协议DEBUC(distributed energy-balanced unequal clustering routing protocol).该协议采用基于时间的簇头竞争算法,广播时间取决于候选簇头的剩余能量和其邻居节点的剩余能量.同时,通过控制不同位置候选簇头的竞争范围,使得距离基站较近的簇的几何尺寸较小.这样,网络中不同位置节点之间的簇内和簇间通信能耗得以互相补偿.DEBUC采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、簇内通信代价和簇间通信代价,每个簇头在邻居簇头集合中运用贪婪算法选择其中继节点.仿真实验结果表明,DEBUC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期. 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 分簇
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无线传感器网络路由协议研究进展 被引量:201
6
作者 唐勇 周明天 张欣 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期410-421,共12页
无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关.传统路由协议不能有效地用于无线传感器网络,因而人们研究了众多的无线传感器网络路由协议.在介绍无线传感器网络的特点后,提出了路由协议的分类方法,然后着重分析了当前一些... 无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关.传统路由协议不能有效地用于无线传感器网络,因而人们研究了众多的无线传感器网络路由协议.在介绍无线传感器网络的特点后,提出了路由协议的分类方法,然后着重分析了当前一些较为重要的路由协议的核心路由机制,并采用比较方式指出了这些路由协议的类别、特点和主要应用范围.最后总结了好的路由协议应具有的特点以及未来的研究策略与发展趋势. 展开更多
关键词 无线传感器网络 自组织网络 路由协议 路由机制
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无线传感器网络综述 被引量:464
7
作者 马祖长 孙怡宁 梅涛 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期114-124,共11页
简要介绍了无线传感器网络体系结构、特点和应用领域。总结了无线传感器网络媒体访问控制协议、节能路由算法和节点定位的研究成果,探讨了存在的问题和今后发展的方向。
关键词 无线传感器网络 综述 MAC协议 多跳路由 节点定位
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无线传感器网络分簇路由协议 被引量:267
8
作者 沈波 张世永 钟亦平 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期1588-1600,共13页
在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统... 在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点. 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 簇头
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心电医疗监护物联网关键技术研究 被引量:20
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作者 李鸿强 苗长云 +2 位作者 张龙宇 田文涛 王嘉庆 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第12期4600-4603,共4页
针对物联网技术的发展,进行了心电医疗监护物联网感知层传感器节点软硬件设计,完成了基于NesC语言的组件结构化软件设计。在经典聚类路由协议LEACH之上提出了一种适用于心电医疗监护物联网感知层的改进型LEACH-SC算法,将感知层内簇头的... 针对物联网技术的发展,进行了心电医疗监护物联网感知层传感器节点软硬件设计,完成了基于NesC语言的组件结构化软件设计。在经典聚类路由协议LEACH之上提出了一种适用于心电医疗监护物联网感知层的改进型LEACH-SC算法,将感知层内簇头的分布进行优化,平衡簇的规模,在一定程度上解决簇头分布不均匀的问题。为保证心电医疗监护物联网应用层实时准确的心电诊断,提出了一种基于小波变换、希尔伯特变换和改进包络对心电信号进行变换的检测算法,实现了对QRS波群具体形态和位置的检测和识别,在检测到QRS波的基础上采用检测准则和策略对P波和T波进行了检测。实验结果表明,基于物联网技术的心电医疗监护系统能够完成心电的实时监测和诊断,LEACH-SC算法优化了感知层传感器节点成簇的选择,能量消耗达到了全局平衡,增加了物联网感知层传感器网络的生存周期,心电检测算法经MATLAB仿真与MIT-BIH数据库标注比较,误检率为0.89%。 展开更多
关键词 物联网 无线传感器网络 传感器节点 路由协议 心电检测算法
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基于无线传感器网络的电力设施冰灾实时监测与预警系统 被引量:40
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作者 王阳光 尹项根 +3 位作者 游大海 徐天奇 华煌圣 向寒冰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期14-19,35,共7页
一套完整可靠的电力设施冰灾监测预警系统可以为各项防灾、减灾、救灾措施提供可靠数据。在极端冰冻气候下,通信网络中断会使现有电力设施冰灾监测预警系统不能发挥预定作用。为此,文章提出了将无线传感器网络应用于电力设施冰灾监测预... 一套完整可靠的电力设施冰灾监测预警系统可以为各项防灾、减灾、救灾措施提供可靠数据。在极端冰冻气候下,通信网络中断会使现有电力设施冰灾监测预警系统不能发挥预定作用。为此,文章提出了将无线传感器网络应用于电力设施冰灾监测预警系统,结合监测系统的目标与输电走廊的特点,在满足系统覆盖性的前提下,优化了各类传感器节点的部署,设计了一种塔内为底层且塔间为顶层的二层架构网络拓扑结构,同时将小CT取能装置与蓄电池结合,解决了传感器网络节点的能量供给,采用基于查询的路由协议以及相应的数据融合技术提高了数据传输的效率。文中还指出今后可将保证监测系统的可靠性、安全性,解决其与现有电力通信网络的互联问题作为研究重点。 展开更多
关键词 冰冻气候 监测预警系统 无线传感器网络(WSN) 二层网络结构 节点供能 路由协议 数据融合
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无线Ad hoc网络及其研究难点 被引量:34
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作者 肖永康 山秀明 任勇 《电信科学》 北大核心 2002年第6期12-14,共3页
无线Adhoc网络作为没有基础设施的网络 ,在军事和民用方面具有广阔的应用前景 ,是目前网络研究中的热点问题。本文对无线Adhoc网络进行了详细的论述 。
关键词 无线AD HOC网络 通信网 传感器网络 路由协议 MAC协议
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一种基于LEACH的改进WSN路由算法 被引量:51
12
作者 陈晓娟 王卓 吴洁 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期116-121,共6页
针对无线传感器网络中网络能量损耗不均的问题,提出了一种基于LEACH的改进节能路由协议LEACH-PSOC。本文针对LEACH算法中的簇首选举方法进行了改进,首先利用粒子群算法良好的收敛性和全局优化能力将整个网络区域合理分割成多个子区域,... 针对无线传感器网络中网络能量损耗不均的问题,提出了一种基于LEACH的改进节能路由协议LEACH-PSOC。本文针对LEACH算法中的簇首选举方法进行了改进,首先利用粒子群算法良好的收敛性和全局优化能力将整个网络区域合理分割成多个子区域,然后在子区域内通过考虑节点剩余能量的因素进而选举出簇首。实验结果表明:与经典路由协议LEACH相比,该协议能够更加有效的平衡网络负载,提高了能量的利用率,延长了网络的生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 LEACH 粒子群 路由协议
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线路在线监测的自组织自愈无线传感器网络方案 被引量:12
13
作者 刘芹 王钢 +6 位作者 董镝 李昭廷 郝艳捧 戴栋 李立浧 朱功辉 罗兵 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期616-620,共5页
如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自... 如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自愈通信网络的原理和方法,设计了应用于输电线路灾害预警系统无线传感网络能够融合数据、图像、视频等多种类型传感信号的异构加速度传感器节点模块;采用异构节点集群路由协议的思想,给出基于ZigBee无线组网技术来实现层次性网络拓扑结构局域网及簇首单跳或多跳集群路由协议,并从节点查询、数据传输速率和网络安全性方面对此方案进行分析,提出了需进一步研究和探讨的相关技术。 展开更多
关键词 无线传感器 网络 异构节点 集群路由多跳协议 自组织 自愈
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无线传感器网络路由协议研究进展 被引量:22
14
作者 江贺 刘文杰 张宪超 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2007年第4期594-599,共6页
融合了传感器、微机电系统和网络通信等技术而形成的无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和处理技术.路由协议是无线传感器网络研究中富有挑战性的问题,现有无线自组网络和互联网络路由协议不适用于无线传感器网络.无线传感器网络... 融合了传感器、微机电系统和网络通信等技术而形成的无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和处理技术.路由协议是无线传感器网络研究中富有挑战性的问题,现有无线自组网络和互联网络路由协议不适用于无线传感器网络.无线传感器网络路由协议主要考虑如何针对不同的应用和网络构成使用有效的路由算法,在不损害数据传输的前提下实现整个网络的生命周期最大化.根据网络中节点功能是否一致,无线传感器网络包括平面和分层路由协议两大类.本文根据各种协议的工作原理,对比分析了各种路由协议在路由方式、冲突避免、数据融合和网络生命周期最大化等方面的优劣,并指出了下一步的研究方向. 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 生命周期最大化 数据融合
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无线多媒体传感器网络研究 被引量:52
15
作者 罗武胜 翟永平 鲁琴 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1511-1516,共6页
无线多媒体传感器网络(WMSNs)是在传统无线传感器网络(WSNs)的基础上发展起来的具有音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的新型传感器网络,具有广阔的应用前景。该文介绍了WMSNs的概念,分析了WMSNs区别于传统WSNs的个性化特点。对节... 无线多媒体传感器网络(WMSNs)是在传统无线传感器网络(WSNs)的基础上发展起来的具有音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的新型传感器网络,具有广阔的应用前景。该文介绍了WMSNs的概念,分析了WMSNs区别于传统WSNs的个性化特点。对节点系统、MAC协议、路由协议、多媒体信息处理等关键技术的国内外研究现状、面临的问题和可行的解决方案进行了深入探讨。最后对WMSNs亟待解决的问题和发展趋势进行了总结。 展开更多
关键词 无线传感器网络 多媒体 MAC协议 路由协议 分布式信源编码
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可充电无线传感器网络动态拓扑问题研究 被引量:23
16
作者 丁煦 韩江洪 +2 位作者 石雷 夏伟 魏振春 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期129-141,共13页
在可充电无线传感器网络中的能量补给设备兼任数据采集设备的情况下,提出了可充电无线传感器网络时变动态拓扑模型,并在此基础上根据最大化能量补给设备驻站时间比为目标提出了最优化问题。通过分析不同时刻不同传感器节点和无线能量补... 在可充电无线传感器网络中的能量补给设备兼任数据采集设备的情况下,提出了可充电无线传感器网络时变动态拓扑模型,并在此基础上根据最大化能量补给设备驻站时间比为目标提出了最优化问题。通过分析不同时刻不同传感器节点和无线能量补给/数据采集设备的工作情况及需要遵循的约束条件,得到与原问题具有等优性的多状态线性规划问题。求解该优化问题,获得可充电无线传感器网络动态拓扑下的周期动态路由和无线能量补给/数据采集设备的工作策略。与之前的研究成果相比,优化目标值均有20%以上的提升。 展开更多
关键词 充电无线传感器网络 动态拓扑 无线能量补给/数据采集设备 动态路由
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无线传感器网络路由协议的分析与比较 被引量:34
17
作者 赵强利 蒋艳凰 徐明 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2009年第2期35-41,共7页
无线传感器网络的路由协议设计与传统的无线ad-hoc网络有很多不同,资源高度受限和结点失效频繁是其面临的两大挑战,相关技术研究已经成为无线传感器网络研究中的热点。对近年来无线传感器网络路由协议的研究成果进行归纳、分析和比较,... 无线传感器网络的路由协议设计与传统的无线ad-hoc网络有很多不同,资源高度受限和结点失效频繁是其面临的两大挑战,相关技术研究已经成为无线传感器网络研究中的热点。对近年来无线传感器网络路由协议的研究成果进行归纳、分析和比较,介绍了无线传感器网络的特点以及影响其路由协议设计的关键因素。根据协议的实现特点将无线传感器网络路由协议分为5类,对每一类涉及的重要协议进行详细阐述与分析,最后对这些协议的特点进行归纳和比较,并展望了未来这一研究方向的发展趋势。 展开更多
关键词 无线传感器网络 AD HOC网络 传感结点 汇聚结点 路由协议 能源有效性
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基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究 被引量:26
18
作者 张震 闫连山 +3 位作者 潘炜 罗斌 刘江涛 李晓银 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1173-1178,共6页
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... 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%。 展开更多
关键词 无线传感网络 路由协议 LEACH PEGASIS
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无线传感器网络中一种基于网络编码的拥塞感知路由协议 被引量:11
19
作者 付彬 李仁发 +1 位作者 刘彩苹 肖雄仁 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期991-999,共9页
事件驱动型无线传感器网络流量具有突发性,容易引起网络局部拥塞,影响数据传输的可靠性.将拥塞感知的路由机制与网络编码的数据传输方法相结合,提出了一种基于邻居节点拥塞度的区域拥塞检测方法,在此基础上,提出基于网络编码的拥塞感知... 事件驱动型无线传感器网络流量具有突发性,容易引起网络局部拥塞,影响数据传输的可靠性.将拥塞感知的路由机制与网络编码的数据传输方法相结合,提出了一种基于邻居节点拥塞度的区域拥塞检测方法,在此基础上,提出基于网络编码的拥塞感知可靠路由协议NCCAR.仿真结果表明,NCCAR能够合理地避免拥塞,提高了数据成功转发率,并根据链路的可靠度合理地估计数据源需发送的编码包数量,降低了链路失效带来的影响,提高了无线传感器网络数据传输的可靠性. 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 网络编码 拥塞检测 可靠性
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无线传感器网络中基于节点密度的簇算法 被引量:28
20
作者 乔俊峰 刘三阳 曹祥宇 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2009年第12期46-49,共4页
能量有效的路由协议对于无线传感器网络至关重要,它能够延长整个网络的生存时间。首先简要介绍了无线传感器网络中的路由算法,分析了Leach算法的优缺点。在Leach的基础上,结合节点密度,提出了一种基于节点密度的簇算法。算法在选举簇头... 能量有效的路由协议对于无线传感器网络至关重要,它能够延长整个网络的生存时间。首先简要介绍了无线传感器网络中的路由算法,分析了Leach算法的优缺点。在Leach的基础上,结合节点密度,提出了一种基于节点密度的簇算法。算法在选举簇头的过程中,能够根据节点密度均衡划分各个簇的规模,从而平衡各簇的网络负载,降低网络中能量分布的不均。仿真表明,与Leach相比,该算法延长了网络生存时间,降低了能耗。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 LEACH算法 网络生存时间
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