基于簇结构的无线传感器网络路由研究综述

介绍了典型分簇无线传感器网络路由协议的分类,总结了分簇路由协议的研究进展。针对无线传感器网络从同构型网络向异构型网络发展的趋势和特点,指出了路由协议向节点间相互协作的发展方向,并且在设计路由协作算法时可采用与无线传感器网络极为相似的多Agent系统模型。     

低能量自适应分层路由协议研究

本文提出了解决LEACH路由协议存在问题的方法,采用网络加权系数进一步修订阅值选择准则,利用网络加权系数和节点剩余能量作为簇首选择的依据将有利于延长整个网络的生命周期;其次,从理论上给出了最优簇首选择的机制,簇首数目的最优选择也能够有效地节约网络内的能量.     

一种基于UAV的无人海岛监控网络数据收集策略

针对传统的最小跳路由无线传感器网络（WSN）在数据汇聚上较高的能量开销问题，提出了一种基于无人机(UAV)数据收集的动态分簇算法,其主要思想是利用节点剩余能量来确定那些节点可以当选簇首,同时利用节点坐标位置和设定地分簇半径来划分簇的大小。该算法的优势是能最大程度地均衡每个传感器节点的能量，使整体的节点剩余的能量维持在同一水平。为了提高数据收集的效率，采用蚁群算法规划了无人机数据收集的最短路径。仿真结果表明，与相同的分簇算法下传统的最小跳路由无线传感器网络相比，所提出的基于无人机的无线传感器网络（UAV-WSN）在能量利用率和生命周期方面分别提升了15%和25%，并且以上两种网络的能量利用率高达70%。     

基于BWAS的无线传感器网络静态分簇路由算法

为提高路径搜索效率,避免动态分簇较多的能量消耗,提出了基于最优-最差蚂蚁系统(BWAS )的无线传感器 网络静态分簇路由算法。BWAS是对蚁群算法的改进,在路径搜寻过程中评价出最优最差蚂蚁 ,引入奖惩机制,加快了路径搜索速度。通过无线传感器网络静态分簇、簇内动态选举簇头 ,在簇头节点间运用BWAS算法搜寻从簇头节点到汇聚节点的多跳最优路径,能减少路径寻优 能量消耗,实现均衡能量管理,延长网络寿命,且具有较强的鲁棒性。通过与基于BWAS的 动态分簇和基于蚁群算法的动态分簇路由的仿真实验相比较,证实了本算法的有效性。     

无线传感网混合类MAC协议研究综述

在无线传感网(WSN)体系结构中，介质访问控制(MAC)协议负责调配网络中节点的信道接入，具有保障网络高效通信的重要作用。混合类MAC协议综合了竞争类MAC协议以及调度类MAC协议的特点，在融合两种机制的优点的同时克服其缺点，为无线信道资源的分配提供了更加灵活和全面的策略。首先概述了无线传感网MAC协议设计要点及分类，然后重点分析了无线传感网中经典的混合类MAC协议及国内外前沿的研究进展，并进一步归纳对比了各协议运行机制、性能及不足，得出混合类MAC协议的应用相关性及差异性的结论，最后总结了无线传感网混合类MAC协议研究现状并指出了未来的研究重点，以期为相关领域的研究人员提供参考。     

融合信誉评估与巡查机制的WSN能量高效安全成簇算法

无线传感网（Wireless Sensor Network,WSN）因节点众多、通信开放、资源有限,且通常部署在无人值守区域,表现出明显的安全脆弱性。提出了基于具有能量高效特征巡查机制的WSN安全应对模式,设计出了一种融合信誉评估与巡查机制的WSN安全成簇算法：首先构建簇化层次式网络模型,基于节点的剩余能量和簇质心距离选取簇头节点,提升节点能量消耗的均衡性;并建立节点信誉评估模型,通过巡查机制随机检测节点的通信行为,基于节点行为对信息安全的威胁程度,利用指数函数计算并及时更新节点的信誉值,放大性地惩罚节点的异常行为,有助于节能和快速发现恶意节点。仿真测试结果表明,算法能够均衡传感器节点的能量消耗,在不明显缩短网络生命周期的情况下,对无线传感网中恶意节点具有较高的检测速率和97%的检测率。     

能量采集型无线传感器网络的高能效路由算法

在能量采集型无线传感器网络中，虽然有能量吸收，但是因能量依然非常珍贵，如何优化路由协议，提高能量利用率，延长网络寿命仍然是值得研究的问题。为求解高能效的路由，提出了一种采用遗传算法的高能效路由算法，建立考虑节点的吸收能量、剩余能量、消耗能量和浪费能量的适应函数，用遗传算法寻找全局最优路径。将该适应函数与3种其他适应函数作对比，其他3种适应函数分别为只考虑路径能耗最小的适应函数，考虑路径能耗与路径上节点的吸收能量、剩余能量的适应函数以及考虑路径能耗与网络中所有节点的浪费能量的适应函数。采用遗传算法解出4种路由，通过仿真分析可知，所提出的路由算法能量利用效率最高。     

一种用于水声传感网的MAC层协议

针对分簇的水声传感网,提出了一种基于时分多址（TDMA）的MAC层协议——Cluster-TDMA。该协议主要由规划阶段和传输阶段组成。规划阶段,首先由网关节点规划能造成簇间干扰的子节点的传输,其次由各簇头节点分别规划本簇内其他子节点的传输;传输阶段,子节点根据规划表周期性地向簇头节点发送数据,这些数据最终汇聚到网关节点。该协议简单有效地解决了引起簇间干扰子结点的传输规划问题。C++仿真实验表明,该协议具有良好的吞吐率和能量效率性能。     

基于IEEE802.11 DCF的链路预先修复AODV路由协议

基于无线自组织网络中普遍使用的底层通信协议IEEE802.11 DCF,针对广泛应用于无线自组织网络中的路由协议(AODV),提出了一种链路预先修复算法。该算法首先推算了DCF协议中的不稳定传输范围,然后通过MAC层与路由层的跨层协作,在下一跳节点移动在不稳定传输范围时就事先采取相应的路由修复措施。相对于AODV中采用节点周期性地发送HELLO消息来监测邻居节点变化的方法,该算法更为高效及时。仿真结果表明,该算法能够有效的减小端到端时延,保障了投递率。     

无线传感器网络在农田数据监测中的应用研究——基于蚁群路由算法

采用一种优化信息素的蚁群路由算法,解决了无线传感器网络在农田数据监测中的数据传输路径问题。改进的蚁群路由算法综合考虑了传感器节点造价高昂、节点能量补充困难、信号强度易受障碍物影响以及传感器网络在农田中的应用特点等问题,在时间复杂度不变的情况下,延长了无线传感器网络的生命周期。通过matlab仿真证明:与基本蚁群路由算法相比较,采用改进的蚁群路由算法所找到的路径,具有"热路径"长度更短,无线传感器网络能耗更加均衡的优点。     

采用TDMA和CSMA混合MAC协议的时隙调整算法

由于车联网(VANET)拓扑动态变化,车辆高速移动以及不同服务质量要求,制定媒体接入控制(MAC)协议面临巨大挑战。在控制信道间隔内采用基于TDMA和CSMA的混合接入协议是最有效的MAC协议之一。基于TDMA和CSMA的混合MAC协议(T-C-MAC)能够依据车辆环境调整TDMA帧长度,并能有效地传输非安全消息。为了提高T-C-MAC协议的性能,提出了一种基于三跳邻居信息的时隙调整(THSA) 算法。通过有效地调整车辆传输时隙,基于THSA的MAC（THSA-MAC）协议能够有效地实施广播服务,提高了安全消息传输率。实验数据表明,THSA-MAC有效地提高了安全消息传递率。     

一种能耗均衡的无线传感器网络路由算法

为了延长采用电池供电的无线传感器网络的生命周期，提出了一种综合考虑单个节点能耗和节点传输信息至汇集节点所需总能耗的路由算法。该算法首先根据网络中节点到汇集节点从小到大的距离顺序选择待规划节点，然后计算各对应候选节点的评价参数，该参数由单节点能耗和节点传输信息至汇集节点所需总能耗加权得到，最后选择评价参数最小的候选节点作为待规划节点的中继节点。仿真结果表明，该算法的生命周期明显长于LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法。     

一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议

设计无人机自组网媒体接入控制（Medium Access Control，MAC）协议时，需要考虑其控制开销和数据传输的可靠性。鉴于此，结合现有无线自组网多跳时分多址接入（Time Division Multiple Access，TDMA）协议和无人机自组网特点，提出了一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议。首先采用高效负载均衡的时隙请求信息上传机制，选择一个负载较小的节点转发节点时隙请求信息；然后根据相互通信的父节点删除重复节点的时隙请求信息，减少相同节点的时隙请求信息转发次数；最后通过实时更新节点时隙请求信息机制，提高节点时隙请求信息传输的可靠性。仿真结果表明，该协议在数据传输成功率、平均时延、控制开销方面优于现有协议，可较好地应用在无人机自组网中。     

无线传感器网络节点定位研究与实现

无线传感器网络在军事和民用领域都有着广阔的应用前景,其许多应用都是基于节点的位置信息.文中分析了节点定位算法,研究并实现了一种基于无线信号与超声波时间差(TDOA)定位技术的短距离精确定位系统.该系统由中心节点、接收超声波的参考节点和发射超声波的信标节点构成,结构简单,易于实现.     

伪噪声时频编码通信信号LPI/AJ性能分析

在基于时频编码抗衰落通信的基础上，把噪声编码通信技术运用到时频编码中，提出了采用随机的比特流实现多个PN码、多个频率、多个时隙的伪噪声时频编码的新途径，显著地提高了伪噪声时频编码信号抗干扰、低截获概率性能。在进行伪噪声时频编码信号设计的同时，给出信号性能详尽论述和数学分析，并通过计算机仿真验证了该方法的可行性和正确性。     

基于动态门限的战术数据链MAC协议

战术数据链（TDL）的作用就是在战场上能够更准确、有效和快速地传递战术情报。随着军事信息技术的发展，战场上的节点数量和传输数据呈现快速增长趋势。传统的战术数据链媒介访问控制（MAC）协议为了保证QoS，一般采用固定资源分配的多址访问算法，如TDMA，在面对大容量、高速率的需求时缺乏灵活性和有效性。为此，研究了基于统计优先级多址访问（SPMA）算法，提出了直接映射和差分趋势两种动态门限方法。仿真结果表明，动态门限比固定门限能够有效提高系统效率，更接近目标信道忙闲比设计，并且在相同负载下网络吞吐量也较固定门限高。     

氯酸钠生产中的电解过程能量平衡

氯酸钠一般通过电解工业盐水的生产工艺制得,耗电量大。为有效利用电解过程中放出的热量、降低能耗,分析了电解反应中各反应的放电电位及热量,并根据C l2的不同化合价电势图,计算了氯酸钠生产中的电解过程歧化反应热,约630万kJ/t,该数据可供氯酸钠生产企业参考。     

大跨度天基数据链的TDD时隙调度分析与优化

针对天基数据链系统卫星间的传播时延较大且节点间距离变化较大等特点，提出了一种提高时频资源利用率、提升系统容量、减小时延的方法。在时分多址与空分多址相结合的接入方式下，进行了时隙调度的分析与优化，利用卫星星座的空间复用与大跨度传播时延特性，采用时隙编排、收发状态调整、帧格式优化等手段，将信道利用率和系统容量提升了1倍，将卫星节点在某一方向获得服务的平均等待时间缩短为原来的1/4，提高了天基数据链系统的服务质量。     

一种干扰最小化协作波束形成节点选择方法

针对无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）对周围无关基站造成干扰的问题，提出了一种基于禁忌搜索的协作波束形成节点选择方法。该方法以协作节点的组合方式为优化变量,以降低无关基站方向的波束能量增益为优化目标,能够在约束节点个数的条件下优化协作节点集，减小WSN对无关基站的干扰。仿真结果表明，所提方法能够有效降低协作波束形成在无关基站方向上的能量增益，与随机搜索算法、遗传算法和免疫算法相比,参数设置简单,寻优效率更高。