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基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议
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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 扇形链策略 蚁群优化算法 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
2
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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一种基于谱聚类算法的分簇路由协议
3
作者 芮啟建 韩冰青 《信息技术与信息化》 2024年第3期37-40,共4页
针对经典LEACH协议随机选择簇首导致的极大簇和极小簇、簇首分布不均,从而导致网络生命周期较短的问题,提出一种基于谱聚类的分簇路由协议。在网络初始化时期,在基站计算确定最优簇首数目后,将谱聚类算法应用到节点的分簇中;分簇完成后... 针对经典LEACH协议随机选择簇首导致的极大簇和极小簇、簇首分布不均,从而导致网络生命周期较短的问题,提出一种基于谱聚类的分簇路由协议。在网络初始化时期,在基站计算确定最优簇首数目后,将谱聚类算法应用到节点的分簇中;分簇完成后,节点的分簇保持不变;簇首选择阶段,根据节点剩余能量因子、节点到基站的距离因子来竞争簇首;数据传输阶段,簇内节点通过单跳的方式将数据传送给簇首,簇首将数据融合后通过单跳的方式传送给基站。通过网络仿真实验,比较了网络生存周期、节点剩余总能量和基站接受数据包数量等参数,结果表明:相较于LEACH协议,新协议均衡了网络中节点能耗,延长了网络生存期。 展开更多
关键词 LEACH协议 分簇路由协议 谱聚类 首数 首选举
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无线传感器网络分簇路由协议 被引量:267
4
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
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无线传感器/执行器网络中能量有效的实时分簇路由协议 被引量:22
5
作者 李方敏 徐文君 +1 位作者 刘新华 胡四泉 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期26-33,共8页
无线传感器/执行器网络(WSANs)主要应用于自动控制领域,实时性问题是其面临的首要挑战.根据实际环境中的节点部署情况,建立了系统模型;研究了分簇策略与功率控制技术对于自组织网络实时性的影响,提出了一种可适用于WSANs的能量有效的实... 无线传感器/执行器网络(WSANs)主要应用于自动控制领域,实时性问题是其面临的首要挑战.根据实际环境中的节点部署情况,建立了系统模型;研究了分簇策略与功率控制技术对于自组织网络实时性的影响,提出了一种可适用于WSANs的能量有效的实时分簇路由协议——RECRP协议.该协议采用二级成簇策略使网络中的各类节点稳定分簇.分簇后的各类节点具有不同发射功率,利用执行器节点的强大通信能力有效降低网络延时.采用能量有效性算法使网络中的传感器节点轮换担任簇首,从而使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间.实验结果证明,在WSANs中RECRP协议可使网络稳定分簇,并且在网络的实时性与能量有效性方面与现有典型路由协议相比具有更优越的性能. 展开更多
关键词 无线传感器/执行器网络 实时性 稳定性 能量有效性 分簇路由协议
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无线传感器网络分簇路由协议分析 被引量:20
6
作者 王瑞锦 秦志光 王佳昊 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期400-405,共6页
针对无线传感器网络分簇路由协议的特点,对当前一些典型的分簇协议进行了分类及分析,指出了各类协议的优缺点,并从簇负载平衡性、数据融合、簇头产生速度、簇形成速度、簇维护开销、算法健壮性、算法节能性等方面进行了比较,最后总结出... 针对无线传感器网络分簇路由协议的特点,对当前一些典型的分簇协议进行了分类及分析,指出了各类协议的优缺点,并从簇负载平衡性、数据融合、簇头产生速度、簇形成速度、簇维护开销、算法健壮性、算法节能性等方面进行了比较,最后总结出未来的研究热点和发展趋势。 展开更多
关键词 分簇路由协议 机选举 研究趋势 剩余能量 无线传感器网络
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一种无线传感器网络链式传输分簇路由协议 被引量:13
7
作者 赵菊敏 张子辰 李灯熬 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第3期135-138,142,共5页
由于周围环境对无线传感器网络(WSNs)的影响,在布设到特殊环境下时会产生信号的衰减与损耗,导致通信不畅。针对此问题,提出一种以LEACH路由协议为基础适应特殊环境(长直空间)的新型路由算法。本算法采用链式传输,即从内部逐一将信号传... 由于周围环境对无线传感器网络(WSNs)的影响,在布设到特殊环境下时会产生信号的衰减与损耗,导致通信不畅。针对此问题,提出一种以LEACH路由协议为基础适应特殊环境(长直空间)的新型路由算法。本算法采用链式传输,即从内部逐一将信号传输给距空间最外端且距基站位置较近的簇头,克服了内部节点死亡过快的问题。同时簇内采用链式传输并且改进簇头阈值与成簇半径,减小了能量消耗,提高了稳定性,克服了LEACH算法的不足。 展开更多
关键词 无线传感器网络 链式传输分簇路由协议 头阈值 稳定性
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基于PSO的无线传感器网络非均匀分簇路由协议 被引量:8
8
作者 蒋畅江 唐贤伦 向敏 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第8期3074-3077,3084,共5页
提出并分析了一种能量均衡的集中式非均匀分簇路由协议EBUCP(energy-balanced unequal clusteringprotocol),本协议采用非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的方式。应用PSO算法,EBUCP选择一组最佳节点担任簇头并将网络划分为大小不等的簇... 提出并分析了一种能量均衡的集中式非均匀分簇路由协议EBUCP(energy-balanced unequal clusteringprotocol),本协议采用非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的方式。应用PSO算法,EBUCP选择一组最佳节点担任簇头并将网络划分为大小不等的簇,不仅最小化簇头和簇成员的距离以减小簇内通信能耗,同时使得距离基站较近的簇具有较小的几何尺寸来平衡不同位置簇头的能耗。EBUCP根据节点剩余能量和节点与基站距离确定簇间多跳路由,每个簇头在所有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,与LEACH和PSO-C协议比较,EBUCP的网络生存周期明显延长,能耗均衡性能更好。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 PSO算法 非均匀
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能量自适应的无线传感器网络分簇路由协议 被引量:8
9
作者 李树华 刘振宇 李迎秋 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第3期504-507,共4页
为有效解决无线传感器网络中的"热区"问题,提出了一种能量自适应的非均匀分簇路由协议。协议采取非均匀的分簇结构,使靠近基站的簇范围减小到合理的范围,即在靠近基站的区域内,每个簇由较少的无线传感器节点构成,这些节点的... 为有效解决无线传感器网络中的"热区"问题,提出了一种能量自适应的非均匀分簇路由协议。协议采取非均匀的分簇结构,使靠近基站的簇范围减小到合理的范围,即在靠近基站的区域内,每个簇由较少的无线传感器节点构成,这些节点的主要工作是负责转发其它簇的信息,从而有效减少其能量消耗速率。同时,协议在通信路由的过程中还综合考虑了簇头与中转节点的距离以及中转节点的能量消耗率。实验结果表明,该协议有效解决了"热区"问题,并且延长了无线传感器网络的生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量自适应 非均匀分簇路由协议 通信路由 “热区”问题
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基于PSO的无线传感器网络分簇路由协议 被引量:3
10
作者 蒋畅江 向敏 唐贤伦 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第17期59-62,共4页
提出一种能量均衡的无线传感器网络两层分簇路由协议TL-EBC。该协议采用粒子群优化算法实现网络节点最优化组簇,设置总簇头负责收集、处理簇头数据并发送至基站,以均衡不同位置簇头间的能耗。仿真结果表明,TL-EBC能有效降低节点死亡速度... 提出一种能量均衡的无线传感器网络两层分簇路由协议TL-EBC。该协议采用粒子群优化算法实现网络节点最优化组簇,设置总簇头负责收集、处理簇头数据并发送至基站,以均衡不同位置簇头间的能耗。仿真结果表明,TL-EBC能有效降低节点死亡速度,均衡网络能耗,延长网络生存周期。 展开更多
关键词 传感器网络 分簇路由协议 粒子群优化算法 两层 能耗 网络生存周期
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一种基于分环的能量高效无线传感器网络分簇路由协议 被引量:3
11
作者 吴玉成 李伟琪 +1 位作者 胡真 谢璐 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第5期8-11,共4页
针对现存分簇路由协议能耗不均衡和簇首节点死亡过早的缺陷,设计了一种基于分环模型的能量高效分簇路由协议。根据节点剩余能量和位置选举簇首,采用主次簇首轮换方式减低簇首节点能耗。仿真结果表明:该算法能够均衡网络能耗,延长无线传... 针对现存分簇路由协议能耗不均衡和簇首节点死亡过早的缺陷,设计了一种基于分环模型的能量高效分簇路由协议。根据节点剩余能量和位置选举簇首,采用主次簇首轮换方式减低簇首节点能耗。仿真结果表明:该算法能够均衡网络能耗,延长无线传感器网络生命周期。 展开更多
关键词 分簇路由协议 能量高效 无线传感器网络
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大规模无线传感器网络分簇路由协议改进方案 被引量:2
12
作者 章坚武 季莹莹 虞成磊 《电信科学》 北大核心 2008年第12期30-34,共5页
本文对大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出一种全新的高能效分簇路由协议。根据节点数目以及分布区域大小,通过数学公式推导得出最优的簇首节点数目。对簇首进行改进,均衡网络的负载,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿... 本文对大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出一种全新的高能效分簇路由协议。根据节点数目以及分布区域大小,通过数学公式推导得出最优的簇首节点数目。对簇首进行改进,均衡网络的负载,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿命。离基站较远的簇首利用多跳来传输数据,减少远距离簇首的能量消耗,延长网络寿命,使网络规模不受限。使用Matlab软件进行仿真实验,实验结果表明新协议能够均衡网络节点能耗,延长网络生命时间,且能适用于大规模的网络。 展开更多
关键词 大规模无线传感器网络 分簇路由协议 负载平衡 首选择 数据传输
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大规模无线传感器网络多优先级自适应分簇路由协议 被引量:7
13
作者 邓洁 程良伦 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第8期78-81,共4页
对大规模无线传感器网络(WSNs)的路由协议进行了研究,针对大规模WSNs密集实时数据采集这一应用模型所存在的传送实时数据延时长、传送大量密集数据能耗大的问题,在LEACH-C协议的基础上,提出一种多优先级自适应(MPA)分簇路由协议。该协... 对大规模无线传感器网络(WSNs)的路由协议进行了研究,针对大规模WSNs密集实时数据采集这一应用模型所存在的传送实时数据延时长、传送大量密集数据能耗大的问题,在LEACH-C协议的基础上,提出一种多优先级自适应(MPA)分簇路由协议。该协议针对不同数据采用多优先级服务策略,同时引入基于休眠/活动节点对的改进TDMA机制。仿真结果表明:MPA协议较LEACH-C协议有效地减少了传输实时数据的延时,并且为网络提供了很好的能量有效性。更适合于采集密集实时数据的大规模部署的WSNs。 展开更多
关键词 大规模无线传感器网络 多优先级自适应分簇路由协议 休眠/活动节点对 TDMA
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基于改进蜂群算法的WSN分簇路由协议 被引量:3
14
作者 王朝晖 刘爱宾 焦斌亮 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第12期2623-2627,共5页
针对无线传感网络的分簇路由问题,提出一种基于改进蜂群算法(IABC)的无线传感网络分簇路由协议.受差分进化算法和反向学习的启发,改进的蜂群算法是用差分进化算法的变异策略和反向学习思想分别改进了雇佣蜂和观察蜂的搜索方式,提高了算... 针对无线传感网络的分簇路由问题,提出一种基于改进蜂群算法(IABC)的无线传感网络分簇路由协议.受差分进化算法和反向学习的启发,改进的蜂群算法是用差分进化算法的变异策略和反向学习思想分别改进了雇佣蜂和观察蜂的搜索方式,提高了算法的探索能力和开发能力.应用改进的ABC算法,在无线传感网络中选择一组最佳节点担任簇头并将网络划分大小均匀的簇,仿真实验结果表明,与LEACH、PSO-C和ABC路由协议比较,所提路由算法的网络生存周期明显延长,能耗均衡性能更好. 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 改进蜂群算法 进化算法 反向学习
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一种负载均衡的分簇路由协议 被引量:3
15
作者 秦华标 肖志勇 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第2期225-229,共5页
在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务... 在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务从簇首中分离.簇首负责簇内的数据收集和融合,网关负责簇间数据传输.实验结果表明,改进后的协议能有效地均衡网络中的负载,并显著地延长网络的生存时间. 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 网关
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基于梯度转播的井下WSNs分簇路由协议 被引量:1
16
作者 李贤慧 李晓波 +3 位作者 季胜鹏 林瑶 何阳 赵作鹏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第15期122-126,249,共6页
针对无线传感器网络煤矿安全监测系统对数据传输可靠性和能量均衡性的需求,提出了一种适用于煤矿井下的基于梯度转播的井下分簇路由协议(G-LEACH)。通过分析煤矿井下特殊的环境特点,针对井下巷道空间特点提出了相应的网络节点部署模型,... 针对无线传感器网络煤矿安全监测系统对数据传输可靠性和能量均衡性的需求,提出了一种适用于煤矿井下的基于梯度转播的井下分簇路由协议(G-LEACH)。通过分析煤矿井下特殊的环境特点,针对井下巷道空间特点提出了相应的网络节点部署模型,同时在网络中部署了移动的传感器节点,在此基础上实现了基于梯度转播的可靠分簇路由算法。该算法引入候选簇首机制,通过感知节点的剩余能量、转播因子以及距离因素进行分簇,采用混合路由转发模型并结合梯度信息来决定关键节点。仿真结果表明,G-LEACH具有更高的均衡性和可靠性,更适用于井下复杂环境中安全数据的监测。 展开更多
关键词 无线传感器网络 基于梯度转播的井下分簇路由协议(G-LEACH) 部署模型 梯度 转播因子
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无线传感器网络分簇路由协议综述 被引量:5
17
作者 徐世武 王平 +1 位作者 施文灶 苏国栋 《网络新媒体技术》 2013年第5期1-8,21,共9页
无线传感器网络不同于传统的无线通信技术,传统的路由协议无法直接运用于无线传感器网络中,而分簇路由协议拓扑结构简单,簇内成员节点无需维护大量的路由表,簇型的路由结构有利于数据的传输与融合处理,符合无线传感器网络以数据为中心,... 无线传感器网络不同于传统的无线通信技术,传统的路由协议无法直接运用于无线传感器网络中,而分簇路由协议拓扑结构简单,簇内成员节点无需维护大量的路由表,簇型的路由结构有利于数据的传输与融合处理,符合无线传感器网络以数据为中心,因此分簇路由协议成了国内外关于无线传感器网络路由协议研究的重点。本文详细分析了典型的分簇路由协议,并对这些协议进行了比较与分析,最后探讨了未来可能的发展趋势。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 首的选举 数据的传输与融合
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一种基于无线传感器网络的安全优先门限敏感分簇路由协议 被引量:1
18
作者 郑伟 苏川 李开成 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期88-95,共8页
为构建基于无线传感器网络的铁路防灾安全监控系统,在门限敏感的节能型网络协议(TEEN)基础上,提出1种安全优先门限敏感分簇路由协议(SPTC)。确定SPTC的网络架构,基于能量计算公式设计簇头分布算法及簇头和副簇头选举算法,以及路由建立... 为构建基于无线传感器网络的铁路防灾安全监控系统,在门限敏感的节能型网络协议(TEEN)基础上,提出1种安全优先门限敏感分簇路由协议(SPTC)。确定SPTC的网络架构,基于能量计算公式设计簇头分布算法及簇头和副簇头选举算法,以及路由建立步骤和数据采集流程。在协议中定义副簇头,保证数据路由的可靠性及数据自身传输的安全,提高协议的安全性;在汇聚节点(SN)附近区域布置更小规模的簇,在兼顾剩余能量与节点距离的准则下选择最佳的簇头节点,以提高协议的节能性。采用OMNeT++网络仿真工具对SPTC进行了建模仿真。仿真结果表明:当网络工作了10 000s时,低能量节点数量比低功耗自适应聚类层次协议(LEACH)减少了60%;当灾害数据采集概率为0.5%时,基于SPTC协议的网络检测周期是基于LEACH的1.7倍。 展开更多
关键词 无线传感器网络 防灾安全监控系统 安全优先 门限敏感 分簇路由协议
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WSN中带有分布式入侵检测的分簇路由协议 被引量:1
19
作者 姚兰 高福祥 于戈 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1402-1405,共4页
在无线传感器网络中,基于分簇的路由协议在节能、数据预处理等方面有突出表现.但是,由于其通信的可靠性和安全性在很大程度上依赖簇头,造成了严重的安全隐患.为了解决这一问题,提出了一种带有分布式入侵检测的分簇路由协议DID(distribut... 在无线传感器网络中,基于分簇的路由协议在节能、数据预处理等方面有突出表现.但是,由于其通信的可靠性和安全性在很大程度上依赖簇头,造成了严重的安全隐患.为了解决这一问题,提出了一种带有分布式入侵检测的分簇路由协议DID(distributed intrusion detection).该协议通过发动无线传感器网络中的普通节点,利用预置密钥识别入侵簇头.实验结果表明,DID的能量消耗与入侵节点容忍度呈线性关系,与经典的分簇路由协议相比,额外能耗很小. 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 预置密钥 布式入侵检测 安全性
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基于路由树的分布式自适应动态多跳分簇路由协议 被引量:3
20
作者 赵东方 施伟斌 +1 位作者 罗力源 赵书安 《电子测量技术》 2020年第2期148-152,共5页
针对已有的分簇路由算法中存在的簇间路由路径选择不合理等问题,提出了基于路由树的分布式自适应动态多跳分簇路由协议DADMC。分簇阶段通过设置不同剩余能量的节点不同的延迟时间来让能量高的节点优先成为簇首。簇间路由路径的选择为以s... 针对已有的分簇路由算法中存在的簇间路由路径选择不合理等问题,提出了基于路由树的分布式自适应动态多跳分簇路由协议DADMC。分簇阶段通过设置不同剩余能量的节点不同的延迟时间来让能量高的节点优先成为簇首。簇间路由路径的选择为以sink节点为根节点的动态路由树,每个节点从父节点中选择使得自己路由权值最小的节点作为下一跳。仿真实验结果表明,与已有的分簇路由算法相比,提出的算法可以更好地实现能耗均衡并延长网络生存时间。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 能耗均衡 布式 动态多跳
原文传递
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