IRIS: A Low Duty Cycle Cross-Layer Protocol for Long-Range Wireless Sensor Networks with Low Power Budget
本文提出了一种跨层协议（IRIS）设计的长距离管道无线传感器网络具有极低的功耗预算，通常出现在一系列的监控应用。IRIS使用由基站发起的ping数据包在多跳网络中传输并携带监控信息。该协议能够以小于1%的占空比工作，从而符合868 MHz频段的ISM频段频谱规定。可以灵活地配置占空比，以满足其他规定/功率预算以及提高路由形成性能。仿真结果表明，保证路由形成在不同的网络拓扑结构与各种协议配置。系统的鲁棒性对不可靠的无线连接和节点故障也证明了模拟。
2020-12-01 cs.NI
An Optimized Lifetime Enhancement Scheme for Data Gathering in Wireless Sensor Networks
由于方程1中的一个关键符号错误，本文已被作者撤回
2011-06-26 cs.NI
A Probability Model for Lifetime of Wireless Sensor Networks
针对节点随机分布于给定区域的无线传感器网络，给出了网络生存期的概率模型。使用这个模型，并假设数据包的产生遵循泊松分布，互补累积密度函数（ccdf）的生命周期的解析表达式。使用这个ccdf，可以准确地找到网络达到给定生存期的概率。它还表明，当传感器的数量，$N$，是大的，与$N$指数衰减的错误，可以预测是否可以实现一定的寿命。本文的研究结果在多跳和单跳无线传感器网络中得到了验证，并通过计算机模拟进行了验证。本文的方法被证明是适用于其他数据包生成模型和区域形状的影响也进行了研究。
2007-09-28 cs.NI
A New Model of the Lifetime of Wireless Sensor Networks in Sea Water Communications
在本文中，我们提出了一个新的模型用于海水通信的无线传感器网络的生命周期。用于功率通信的新模型考虑了诸如活动模式的功耗、睡眠方式的功耗、瞬态模式的功耗、传输周期、瞬态模式持续时间、睡眠方式持续时间和活动模式持续时间的参数。电力通信模型被纳入无线传感器网络的生命周期模型。生命周期模型考虑了几个参数，如传感器的总数，网络规模，汇聚节点的百分比，传感器的位置，传感器的移动性，节点移动时的功耗和通信的功耗。新的模型在通信中的功耗显示更准确的结果的传感器网络的生命周期相比，以前公布的结果。
2012-09-19 cs.NI
A Heuristic for Maximizing the Lifetime of Data Aggregation in Wireless Sensor Networks
近年来，许多研究人员研究了在无线传感器网络中有效地收集数据，以最大限度地减少总能量消耗时，固定数量的数据被允许聚集到一个数据包。然而，最小化总能耗并不意味着网络寿命最大化。在本文中，我们研究的问题，调度数据聚合树工作在不同的时间段，以最大限度地提高网络的生命周期时，一个固定数量的数据被允许聚合到一个数据包。此外，我们提出了一个启发式的平衡数据聚合树中的节点的生命周期，使网络的生命周期最大化。仿真结果表明，该启发式算法具有良好的性能。
2019-09-23 cs.NI
Duty-Cycle-Aware Minimum-Energy Multicasting in Wireless Sensor Networks
在占空比无线传感器网络中，节点在活动和休眠状态之间切换，并且每个节点可以独立地确定其活动/休眠调度。这使得最小能量多播（MEM）问题变得复杂，该问题主要在始终活跃的无线ad-hoc网络中进行研究。在本文中，我们研究了无线传感器网络中的占空比感知MEM问题，我们提出了一个制定的最小能量组播树的建设和调度（MEMTCS）问题。我们证明了MEMTCS问题是NP难的，它是不可能有一个近似算法的性能比$(1-o(1))\lnΔ$，其中$Δ$是网络中的最大节点度。我们提出了一个多项式时间近似算法的MEMTCS问题的性能比$\mathcal{O}(H(Δ+1))$，其中$H(\cdot)$是调和数。我们还提供了一个分布式实现我们的算法。最后，我们进行了大量的模拟和结果表明，我们的算法显着优于其他已知的算法在总能量成本和传输冗余。
2011-07-30 cs.NI
AMHRP: Adaptive Multi-Hop Routing Protocol to Improve Network Lifetime for Multi-Hop Wireless Body Area Network
COMSATS University Islamabad, Abbottabad Campus（伊斯兰堡COMSATS大学阿伯塔巴德校区）；University of Lahore, Sargodha Campus（拉合尔大学萨戈达校区）；Ton Duc Thang University（同德大学）；Oxford Brookes University（牛津布鲁克斯大学）；Obuda University（欧贝达大学）
本文提出AMHRP自适应多跳路由协议，通过泊松分布和均衡模型，采用多跳拓扑与随机节点部署，以延长WBAN网络寿命并改善吞吐量、路径损耗和剩余能量。
2025-10-14 cs.NI
Distributed Optimal Rate-Reliability-Lifetime Tradeoff in Wireless Sensor Networks
在能量受限的无线传感器网络中，传输速率、传输可靠性和网络生命周期是三个相互冲突的基本设计目标。在本文中，我们讨论了最优的速率-可靠性-寿命权衡与链路容量约束，可靠性约束和能量约束。通过引入权重参数，我们将速率、可靠性和生命周期的目标组合成一个单一的目标，以表征它们之间的权衡。然而，率可靠性可靠性权衡的优化配方既不是可分离的，也不是凸的。通过一系列的变换，导出了一个可分离的凸问题，并提出了一种有效的分布式次梯度对偶分解算法（SDD）。数值算例证实了其收敛性。数值算例分析了权重参数对网络速率效用、可靠性效用和网络生命周期的影响，为根据实际应用的要求合理设置权重参数提供了指导。
2013-03-14 cs.NI
Clustering Based Lifetime Maximizing Aggregation Tree for Wireless Sensor Networks
由于无线传感器网络能量供应的有限性和不可补充性，能量效率是无线传感器网络（WSNs）运行各个方面中最重要的问题。数据聚合机制是延长传感器节点寿命的可能解决方案之一，另一方面也有助于消除数据冗余，提高信息收集的准确性，是无线传感器网络必不可少的。在本文中，我们提出了一个基于聚类的生命周期最大化聚合树（CLMAT），我们创建的聚合树，旨在减少能源消耗，最大限度地减少遍历的距离，并最大限度地减少能源消耗方面的成本。在CLMAT中，具有最大可用能量的节点被用作父结点/聚合器节点。我们得出结论，最好的聚合树最大限度地减少能源利用，最大限度地减少成本，从而最大限度地延长网络寿命。
2013-03-23 cs.NI
Game Theory and Coverage Optimization Based Multihop Routing Protocol for Network Lifetime in Wireless Sensor Networks
为延长无线传感器网络生命周期，提出基于博弈论与覆盖优化的多跳路由协议MRP-GTCO，通过带惩罚函数的聚类博弈和簇头覆盖集优化簇头选举，并设计基于剩余能量和节点度的多跳路径选择算法，显著降低能耗并延长网络生命周期。
2023-07-03 cs.NI eess.SP
Increasing Wireless Sensor Networks Lifetime with New Method
无线传感器网络中最重要的问题之一是严格的能量限制。由于传感器网络的性能对网络生命周期有很强的依赖性，研究人员寻求一种有效利用节点能量供应，增加网络生命周期的方法。因此，使用路由算法来降低能耗和提高带宽利用率是至关重要的。本文的目的是使用LEACH算法来增加无线传感器网络的生命周期。因此，在分簇之前，先将网络环境划分为两个虚拟层（利用传感器节点到基站的距离），然后根据每一层中传感器的位置，利用传感器节点的剩余能量和节点到基站的距离进行分簇。在这篇文章中，我们比较了该算法与著名的LEACH和ELEACH算法在同构环境（所有传感器的能量相等）和异构环境（一半的传感器的能量加倍），以及基站的静态和动态情况。结果表明，我们提出的算法提供了改进的性能。
2016-09-09 cs.NI
Distributed Lifetime Optimization in Wireless Sensor Networks using Alternating Direction Method of Multipliers
由于无线传感器网络中传感器节点的能量有限，延长网络的生命周期是一个主要的挑战，可以制定为一个优化问题。本文提出了一种基于交替方向乘法（ADMM）的分布式迭代算法，目标是最大化传感器网络的生命周期。该算法的特点是利用局部信息，消息传递开销小，计算复杂性低，收敛速度快，从而降低了能耗。在这项研究中，我们提出的收敛结果和实现停止标准所需的迭代次数。此外，问题的大小（传感器节点的数量）的解决方案和约束违反的影响进行了研究，最后，该算法相比，一个著名的基于子梯度的算法。
2018-07-30 cs.NI
Clustering Based Topology Control Protocol for Data Delivery in Wireless Sensor Networks
由于传感器节点能量有限且不可再生，直接影响网络的寿命，因此如何优化传感器节点的能量一直是无线传感器网络研究的热点。现有的技术用于优化能量消耗是基于利用节点冗余，自适应无线电传输功率和拓扑控制。拓扑控制协议对网络的生命周期、可用能量和连通性有着重要的影响。在本文中，我们将传感器节点分为强节点和弱节点的基础上，他们的剩余能量以及操作寿命，并提出了一个基于分簇的拓扑控制协议（CTCP），延长网络的生命周期，同时保持最小的连接。在Java-Simulator（J-Sim）中进行的大量仿真表明，该协议在网络生命周期、平均延迟和能量利用率等性能指标上均优于现有协议。
2013-01-23 cs.NI
Decentralized Lifetime Maximizing Tree with Clustering for Data Delivery in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络具有广泛的应用领域，每天都在扩大，他们已经部署了有关其应用领域。一个独立的应用程序的方法是尚未来与正在进行的开发无线传感器网络的条款。在本文中，我们提出了一个分散的生命周期最大化树的应用程序无关的数据聚合方案，使用的数据传输在无线传感器网络的聚类。所提出的树将最大限度地减少能源消耗，这一直是一个阻力因素，在无线传感器网络的顺利工作，以及最小化的子汇的控制下，进一步通信和传输数据到汇节点的通信节点之间的距离。
2012-01-24 cs.NI
k-DAG Based Lifetime Aware Data Collection in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络需要进行有效的数据汇集和生命周期最大化的组织。在本文中，我们提出了一种新的路由结构，即k-DAG，以平衡负载的基站的邻居，同时提供最坏情况下的延迟保证数据汇集，和一个分布式算法的基础上构建一个k-DAG的最短路径DAG（SPD）。在k-DAG中，每个传感器节点到基站的最长路径和最短路径的长度最多相差k。通过添加兄弟边缘的SPD，我们的分布式算法允许关键节点有更多的路由选择。仿真结果表明，我们的方法显着优于基于SPD的数据汇集方法在网络寿命和负载平衡。
2013-11-13 cs.NI
Network Lifetime Maximization in Wireless Mesh Networks for Machine-to-Machine Communication
在本文中，我们提出了新的优化配方，以最大限度地提高网络寿命的无线网状网络进行数据聚合和传播的机器对机器的通信在物联网。我们专注于异构网络中，多个应用程序共存，节点可能会采取不同的角色，为不同的应用程序。此外，我们解决网络重构作为一种手段，以增加网络的生命周期，在保持与当前的趋势，软件定义的网络和网络功能虚拟化。为了测试我们的优化公式，我们使用随机生成的10到30个节点的网状网络进行了数值研究，结果表明，使用网络重新配置，网络寿命可以比单个最小能量配置增加75%。此外，我们的解决方案在实际场景中实现是可行的：仅需要很少的配置，因此对于独立网络需要很少的存储，并且切换配置所需的同步和信令相对于每个配置的操作时间是低的。
2019-08-14 cs.NI
Energy-efficient topology to enhance the wireless sensor network lifetime using connectivity control
无线传感器网络在工业、军事、医学、农业、教育等领域有着广泛的应用，引起了人们的广泛关注。此外，人们也在为扩大其应用范围和提高其效率而进行了大量的研究。然而，在提高该网络的不同部分的效率方面仍然存在许多挑战。在无线传感器网络中，提高网络生命周期是一个重要的环节。由于传感器节点通常由电池供电，因此在这些类型的网络中要考虑的最重要的问题是以这样的方式降低节点的功耗，从而将网络寿命增加到可接受的水平。本文的贡献是使用拓扑控制，在节点的剩余能量的阈值，和两个元算法，包括模拟退火（SA）和可变邻域搜索（VNS），以增加剩余的能量在传感器。此外，使用低成本的生成树，在网络中创建节点之间的适当连接控制，以增加网络的生命周期。仿真结果表明，该方法提高了传感器的寿命，降低了能量消耗。
2020-10-13 cs.NI
Centralized Lifetime Maximizing Tree For Wireless Sensor Networks
为了实现无线传感器网络中事件源之间的数据聚合并降低通信成本，需要在任何给定的事件区域内建立覆盖的树结构，以允许数据报告在传输到网络之前在单个处理点处被聚合。在本文中，我们提出了一种新的技术来创建一个这样的树，最大限度地提高了生命周期的事件源，而他们不断传输的数据聚合。我们使用术语集中式生命周期最大化树（CLMT）来表示这种树。CLMT的特点是在给定的一组节点中识别瓶颈节点。该节点通过具有最高分支能量的路由从每个其他节点收集数据，条件环路未被创建。通过这种方式构建树，协议能够减少树重构的频率，最小化延迟，并通过最小化树重构所涉及的额外能量来最大化源节点的功能寿命。
2013-01-19 cs.NI
How to prolong network life-span in wireless networks
无线传感器网络中的一个重要问题是设计一种能量有效的路由协议。由于传感器节点的能量是有限的，节省能量和网络寿命是无线传感器网络中的一个关键问题。聚类是广泛用于应对这些挑战的已知方法之一。本文提出了一种基于簇的无线传感器网络通信协议，该协议考虑了无线传感器网络的低能耗，平衡了传感器节点之间的能量负载。相互靠近的节点有更多的重叠;它们从环境中感知相同的数据，并通过生成重复数据而造成能量浪费。本文提出了一种基于簇的路由协议，在该协议中，每轮指定一定数量的节点，这些节点至少有一个相邻节点的距离小于阈值。然后，选择其中能量较小、与邻居节点重叠较大的节点进入睡眠方式，并将节点与基站的距离融入分簇策略中，降低节点间的能量不平衡.
2011-09-27 cs.NI
Lifetime Maximization of Wireless Sensor Networks with a Mobile Source Node
我们研究了传感器网络中的路由问题，其目标是最大限度地提高网络的生命周期。以前的工作已经考虑了固定拓扑网络的这个问题。在这里，我们添加移动性的源节点，这需要一个新的定义的网络寿命。特别是，我们重新定义的生命周期的时间，直到源节点耗尽其能量。当移动节点的轨迹是未知的提前，我们制定了三个版本的最优控制问题，针对这个生命周期最大化。我们表明，在所有情况下，解决方案可以减少到一个序列的非线性规划（NLP）的问题解决线上的源节点轨迹的演变。
2015-08-28 cs.NI math.OC
Evaluation of Lifetime Bounds of Wireless Sensor Networks
在本文中，我们估计的网络的生命周期界限的微尘相互通信，使用IEEE 802.15.4标准。研究了IEEE 802.15.4不同的帧结构以及CSMA/CA介质访问机制，分析了信道捕获开销、数据帧的头和尾开销以及数据包传输的可靠性。该开销构成线性方程的固定分量，并且数据有效载荷构成线性方程的增量分量，以估计在每个分组传输期间消耗的功率。最后，我们将每个数据包的功耗输入到一个数学模型中，该模型估计了网络中路由的上下限。我们还实施了一系列的测量CC 2420无线电用于广泛的传感器微尘，找到固定和增量组件，并最终使用此无线电的微尘组成的网络的寿命。
2010-11-08 cs.NI
Cross-layer optimized routing with low duty cycle TDMA across multiple wireless body area networks
在本文中，我们研究了两个跨层优化的动态路由技术的性能，以减轻无线电干扰在多个共存的无线体域网（BAN），基于现实生活中的测量。在网络层，根据来自物理层的信道状态信息来选择最佳路由，与MAC层的低占空比TDMA相关联。路由技术（即，最短路径路由（SPR）和结合了3分支选择组合的新颖的协作多路径路由（CMR）执行跨在2.4GHzISM频带附近操作的BAN的实时和可靠的数据传送。一个开放获取的实验数据集的“日常”混合活动被用来分析建议的跨层优化。我们发现，CMR增益高达14 dB的改善与8.3%的TDMA占空比，甚至10 dB的改善与0.2%的TDMA占空比超过SPR，在10%的中断概率在一个现实的信号干扰噪声比（SINR）。可接受的数据包传输率（PDR）和频谱效率，获得从SPR和CMR与合理敏感的接收器在TDMA低占空比的范围内，高达9 dB的改善CMR SPR在90%PDR。通过路由的接收信干噪比的分布拟合也得到了理论分析和验证。
2017-03-08 cs.NI
Decentralized Lifetime Minimizing Tree for Data Aggregation in Wireless Sensor Networks
为了满足无线传感器网络（WSNs）的需求，其中数据通常是聚集在一个单一的源之前，发送到任何远程用户，有必要建立一个树结构内的任何给定的事件区域。在本文中，我们提出了一种新的技术来创建一个这样的树，它保留了能量，并最大限度地减少了事件源的生命周期，而他们不断发送数据聚合在未来的无线传感器网络。我们使用术语分散生命周期最小化树（DLMT）来表示这棵树。具有较高能量的节点中的DLMT特征倾向于被选择为数据聚合父节点，使得检测第一个断开的树链路的时间可以被延长，并且在树维护中涉及较少的能量。此外，通过这种方式构建树，该协议还能够减少树重构的频率，最小化数据丢失量，最小化数据汇集过程中的延迟，并保存能量。选择了转发定向扩散协议作为路由平台。
2013-01-19 cs.NI
Mc-Dis: A Heterogeneous Neighbor Discovery Protocol for Multi-channel Wireless Networks
在分布式无线网络中，邻居发现是支持许多重要网络功能的引导原语之一。现有的邻居发现协议大多采用单信道网络模型，只能支持占空比的子集，从而限制了无线设备的节能水平。在本文中，我们研究了在多信道网络中的邻居发现问题，无线节点具有异构占空比，异步时钟和非对称的信道感知，我们制定为异构邻居发现问题。我们首先建立一个性能绑定任何邻居发现协议的两个性能指标，发现延迟和多样性。然后，我们提出的设计，分析和评估的Mc-Dis，多通道邻居发现协议，可以支持几乎所有的占空比，并保证发现在多通道网络中的每个通道，即使节点有异步时钟和不对称的信道感知。
2014-01-24 cs.NI
Routing Algorithms for Wireless Sensor Networks
在本文中，我们的贡献是e3D，扩散为基础的路由协议，延长系统的生命周期，均匀分布在整个网络的功耗，并招致最小的开销同步通信。我们比较e3D与其他算法的系统寿命，功耗分布，同步成本，算法的简单性。
2004-11-12 cs.NI
An Energy Efficient Self-healing Mechanism for Long Life Wireless Sensor Networks
在本文中，我们提出了一种能量有效的无线传感器网络自愈机制.所提出的解决方案是基于我们的概率哨兵计划。为了降低能耗，同时保持良好的连接之间的哨兵节点，我们组成我们的解决方案上的两个主要概念，节点自适应和链路自适应。第一个算法使用节点自适应技术，允许分布式调度节点的活动，并选择一个最小的活动节点（哨兵）的子集来监视感兴趣的区域。其次，我们介绍了一个链路控制算法，以确保更好的连接性的哨兵节点，同时避免离群值的出现。在不增加控制消息开销的情况下，性能评估表明，我们的解决方案是可扩展的，具有稳定的能量消耗。仿真结果还表明，该机制确保了哨兵节点之间的良好连接，同时大大减少了总能量消耗。
2014-09-30 cs.NI
Mobility based network lifetime in wireless sensor networks: A review
随着微机电系统和无线通信技术的不断发展，移动无线传感器网络（MWSN）在人居环境监测、交通监测、战场监控、灵巧家庭和智能城市等领域的应用越来越广泛。然而，由于传感器电池的限制，能源有效地操作MWSN是最重要的在这些应用程序中，并提出了大量的方法来延长网络寿命在最大可能。因此，本文提供了一个全面的审查开发的方法，利用移动性的传感器节点和/或汇（S），以有效地最大限度地提高MWSN的寿命。调查系统分类的算法分为类别，MWSN配备移动传感器节点，一个移动汇或多个移动汇。如何驱动移动汇（S）的能源效率在网络中也充分审查和报告。
2019-08-12 cs.CY cs.MA cs.NI
Balancing Lifetime and Classification Accuracy of Wireless Sensor Networks
无线传感器网络由分布式传感器组成，可用于信号检测或分类。假设的似然函数通常事先不知道，并且决策规则必须通过监督学习来学习。一个具体的这样的算法是Fisher判别分析（FDA），其分类精度已经在无线传感器网络的背景下进行了研究。然而，以前的工作，没有考虑到传感器网络的通信协议或电池寿命，在本文中，我们扩展了现有的研究，提出了一个模型，捕捉电池寿命和分类精度之间的关系。为了做到这一点，我们将FDA与捕获载波侦听多路访问（CSMA）算法动态的模型相结合，该算法是用于调节传感器网络通信的随机访问算法。这使我们能够研究分类精度，电池寿命和学习努力之间的相互作用，以及CSMA的回退率对精度的影响。我们的特征之间的权衡的长度的训练阶段和准确性，并表明，准确性是非单调的回退率由于训练样本大小和过拟合的变化。
2012-08-10 cs.NI stat.ML
Cooperative Topology Control with Adaptation for Improved Lifetime in Wireless Sensor Networks
拓扑控制算法允许无线多跳网络中的每个节点调整其进行传输的功率，并选择与其直接通信的邻居集合，同时保持全局目标，例如连接性或覆盖范围。这允许每个节点节省能量并有助于增加网络的寿命。在本文中，与大多数以前的工作相比，我们考虑（i）通信的能量成本以及每个节点处的可用能量的量，（ii）不同节点处的能量消耗率不同的现实情况，以及（iii）节点之间的合作，其中一些节点通过增加能量消耗来牺牲以帮助其他节点减少其消耗，可用于延长网络寿命。本文介绍了一种新的分布式拓扑控制算法，称为自适应协同拓扑控制（CTCA），基于博弈论的方法，映射到一个有序的潜在游戏的问题，最大化网络的生命周期。我们证明了博弈的纳什均衡的存在性。我们的仿真结果表明，CTCA算法延长了超过50%的网络的寿命相比，以前已知的最好的算法。我们还研究了分布式CTCA算法的性能相比，最佳的集中式算法作为节点的通信范围和节点密度的函数。
2013-09-12 cs.NI
A Novel Trajectory Clustering technique for selecting cluster heads in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSNs）存在热点问题，即距离基站最近的传感器节点比距离基站较远的节点需要转发更多的数据包。因此，感觉网络的寿命取决于这些最近的节点。分簇方法被用来延长无线传感器网络的生命周期。然而，目前的分簇算法通常采用两种技术：选择具有更多剩余能量的簇头，并周期性地轮换簇头，以在每个簇内的节点之间分配能量消耗，延长网络的生命周期。大多数算法使用随机选择来选择簇头。在这里，我们提出了一种新的轨迹聚类技术选择簇头在无线传感器网络。我们的算法选择簇头的流量和周期性旋转的基础上。它提供了第一个基于轨迹的分簇技术选择簇头，并减轻热点问题，延长网络的生命周期。
2011-08-03 cs.NI
A new scheme for maximizing the lifetime of heterogeneous wireless sensor networks
异构无线传感器网络由具有不同能力的无线传感器节点组成，如不同的计算能力和不同的初始能量。本文提出了一种新的方案，最大限度地提高异构无线传感器网络的生命周期。该方案采用两种类型的传感器节点命名（符合IEEE 802.15.4标准）全功能设备（FFD）和减少功能设备（RFD）。FFD是具有高功率和计算能力的昂贵的传感器节点，相比之下，RFD是具有有限电源的廉价传感器。该方案将网络划分为更小的子网（区域），这些子网由扇区和轨道组成。本研究的目的是通过使用有限数量的FFD来平衡和减少RFD上的通信负载，减少延迟，并增加连接性和生命周期。我们调查我们的计划通过数值模拟的性能，并将其与其他相关计划，如Pegasis，Epegasis和Chiron的链拓扑结构的同质无线传感器网络。除了延长生命周期，我们的计划还导致减少数据传输延迟相比，相关的计划。此外，该方案通过防止与基站（BS）的直接通信来增加网络安全性并降低RFD功耗。FFD是RFD和BS之间的通信桥梁。FFD通过其它FFD使用单跳方法或多跳方法与BS通信。
2016-02-14 cs.NI
Energy Efficient (EECP) Clustered Protocol for Heterogeneous Wireless Sensor Network
由于传感器节点是能量高度受限的设备，因此节约能量和延长无线传感器网络的寿命是无线传感器网络的主要问题之一。针对传感器网络提出了许多路由协议，特别是基于簇的路由协议。基于簇的路由协议以其能量效率、网络稳定性和增加传感器网络的生命周期而闻名。低能耗自适应分簇层次协议（LEACH）是这类协议中的基础协议之一。在这篇研究论文中，我们提出了一个新的能源有效的基于簇的协议（EECP）的单跳异构无线传感器网络，以增加传感器网络的寿命。我们的传感器协议使用的传感器从接收器的距离作为传感器网络中的簇的选择的主要问题。
2014-08-14 cs.NI
A New Sentinel Approach for Energy Efficient and Hole Aware Wireless Sensor Networks
随着微型传感器和通信技术的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）应运而生。无线传感器网络是近年来兴起的一种远程或恶劣环境监测的关键解决方案，具有广泛的应用前景。这些网络都面临着许多挑战，如能源效率的使用，拓扑结构的维护，网络寿命最大化等经验表明，传感和通信任务消耗能源，因此明智的电源管理可以有效地延长网络寿命。此外，传感器设备的低成本将允许部署可以允许高冗余度的大量节点。在本文中，我们专注于在密集部署的网络环境中的能源效率和拓扑维护的问题。因此，我们提出了一个能量感知的睡眠调度和快速拓扑愈合方案的长寿命无线传感器网络。我们的计划是一个强大的节点调度的机制，在无线传感器网络中的生命周期最大化，并有一个快速的维护方法，以覆盖节点故障。我们的哨兵计划是基于概率模型，它提供了一个分布式的睡眠调度和拓扑控制算法。仿真和实验结果验证了我们的方法和我们的机制的性能。
2013-09-23 cs.NI
Energy-Aware Scheme used in Multi-level Heterogeneous Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSNs）是一个能量受限的系统，由于节点的能量消耗有限，导致其使用寿命缩短，如何延长其使用寿命是WSNs设计和构思中面临的主要挑战。分簇算法通常是用于增加网络的可扩展性和寿命的关键技术。在本文中，我们提出并评估了一个分布式的能量有效的无线传感器网络的分簇算法。该协议是一种新的分簇算法，通过引入节点的剩余能量来确定簇头，从而降低了节点失效的概率。我们研究了层次聚类的无线传感器网络上的节点的异质性的影响。仿真结果表明，该算法提高了整个网络的生命周期，并且以首节点死亡为指标，其性能优于LEACH和EEHC。
2013-06-19 cs.NI
Full-Life Cycle Intent-Driven Network Verification: Challenges and Approaches
意图驱动网络通过对用户友好的声明性意图策略表达，实现了网络管理和配置的自主化，无需人工干预。然而，从表达的意图，这些细化的政策的可用性和可靠性，应该很好地确保全生存周期验证。而且，意图驱动的网络验证还处于起步阶段，缺乏全生存周期的端到端验证框架。因此，在这篇文章中，我们提出和审查现有的验证技术，并根据目标，目的和反馈进行分类。此外，我们将意图验证描述为在意图形式转换过程中提供保证的技术，并提出了一种新的全生存周期验证框架，该框架扩展了传统网络验证的概念。最后，我们验证了所提出的验证框架的可行性和有效性的情况下，不同的网络功能的访问控制策略，多冲突的意图。
2022-12-20 cs.NI
Performance Comparison of Proposed Lifetime Maximizing Trees for Data Aggregation in Wireless Sensor Networks
在本文中，数据包级模拟器被用来探讨在各种交通条件下的建议DLMT和CLMT算法的性能。所提出的算法的性能进行了比较，已经存在的E-Span树结构。这些算法倾向于延长节点的生命周期，以增加树根收集的信息量。分散式寿命最大化树（DLMT）的特征在于选择具有较高能量的节点作为数据聚集父节点，而集中式寿命最大化树（CLMT）的特征在于识别瓶颈节点以集中方式在给定的节点集合中收集数据。通过选择前向扩散作为我们的底层路由平台进行模拟J-Sim。我们的模拟结果表明，事件源的功能寿命可以提高最大的147%，当数据通过DLMT聚合和139%，当数据通过CLMT聚合。我们提出的DLMT算法已经显示出最大的13%的额外寿命节省而不增加延迟。当在这些建议的树结构中考虑树深度时，分组投递率也显示出显著的增加。此外，与E-Span相比，使用DLMT和CLMT也减少了延迟。
2013-01-17 cs.NI
Distributed Charging Control in Broadband Wireless Power Transfer Networks
无线功率传输（WPT）技术提供了一种经济高效的解决方案，以实现无线网络中的可持续能源供应，其中支持WPT的能源节点（EN）可以在不中断使用的情况下远程为无线设备（WD）充电。然而，在具有分布式EN和WD的异构WPT网络中，一些WD可能由于缺乏EN的及时无线电力供应而快速耗尽它们的电池，从而导致短的网络操作寿命。在本文中，我们利用频率分集在宽带WPT网络和研究分布式计费控制的EN最大限度地提高网络的生命周期。特别是，我们提出了一个实用的基于投票的分布式充电控制框架，其中每个WD简单地估计宽带信道，投下它的票（S）的一些强大的子信道（S），并发送到EN连同其电池状态信息，基于该EN独立地分配其发射功率的子信道，而不需要集中控制。在此框架下，我们的目标是设计寿命最大化的功率分配和有效的基于投票的反馈方法。为此，我们首先推导出WPT网络的期望寿命的一般表达式，并得出寿命最大化的充电控制的一般设计原则。基于分析，然后，我们提出了一个分布式计费控制协议与基于投票的反馈，其中分配给子信道的功率在每个EN是一个函数的加权和投票收到所有WD。此外，WD所投的票数和每张票的权重与其当前电池状态有关。仿真结果表明，在宽带WPT网络中，在严格的发射功率约束条件下，该分布式计费控制协议能够显著延长网络的生存时间。
2016-08-16 cs.NI
A multipath energy-conserving routing protocol for wireless ad hoc networks lifetime improvement
adhoc网络是一种无线移动网络，它可以在没有基础设施和集中式网络管理的情况下运行。传统的路由技术不能很好地适应。事实上，它们对网络变化的可变性缺乏反应性，这使得它们难以使用。此外，节约能源是一个关键问题，在设计的Ad Hoc网络的路由协议，因为大多数移动节点操作有限的电池容量，一个节点的能量耗尽不仅影响节点本身，而且整个网络的生命周期。在所有提出的单路径路由方案，一个新的路径发现过程中，一旦路径故障被检测到，这个过程会导致延迟和浪费节点资源。多路径路由方案是最大化网络生命周期的替代方案。在本文中，我们提出了一种能量有效的多路径路由协议，称为AOMR-LM（Ad hoc按需多路径路由与生命周期最大化），它保留了节点的剩余能量和平衡消耗的能量，以增加网络的生命周期。为了实现这一目标，我们使用节点的剩余能量来计算节点的能量水平。多路径选择机制使用该能量水平来对路径进行分类。分析了两个参数：能量阈值β和系数α。需要这些参数来对节点进行分类并确保节点能量的保存。我们的协议通过延长网络的生命周期来提高移动ad hoc网络的性能。并与AOMDV和ZD-AOMDV进行了比较。协议的性能进行了评估，在网络寿命，能源消耗，和端到端的延迟。
2015-06-18 cs.NI
Survey on Variants of Distributed Energy efficient Clustering Protocols in heterogeneous Wireless Sensor Network
无线传感器网络是由低成本和极端功率受限的传感器节点组成的，这些节点分散在一个区域内形成自组织网络，使能量消耗成为一个关键的设计问题。因此，有限的网络生命周期被广泛认为是一个基本的性能瓶颈。这些网络用于各种应用，例如现场监控、家庭自动化、医疗数据汇集或监视。研究表明，分簇是一种有效的方法来管理能量消耗，延长网络的生命周期。异构性的存在提高了网络的生命周期和可靠性。本文借鉴分布式节能分簇协议的思想，提出了分布式节能分簇协议。我们的工作的目的是分析这些扩展的路由协议如何工作，以优化网络的生命周期和路由协议是如何改进的。我们强调的问题所经历的各种协议，以及如何解决这些问题的其他增强协议。这提供了一个调查的工作做分布式能源效率的协议
2014-06-09 cs.NI
Energy efficient prediction clustering algorithm for multilevel heterogeneous wireless sensor networks
在设计无线传感器网络时，减少能量消耗、延长网络寿命是一个重要的问题。针对异构无线传感器网络，提出了一种新的能量和监测对象异构的模型。提出了一种适用于异构模型的节能预测聚类算法。该算法使节点根据能量和通信代价等因素选择簇头，从而使剩余能量较高的节点比剩余能量较低的节点有更高的概率成为簇头，使网络能量得到均匀耗散。为了减少分簇阶段广播时的能耗，延长网络生存时间，建立了规则数据采集节点的能耗预测模型。仿真结果表明，与现有的分簇算法相比，该算法能够获得更长的传感器网络生命周期、更高的能量效率和更优的网络监测质量。
2011-05-31 cs.NI
Stability of routing strategies for the maximum lifetime problem in ad-hoc wireless networks
我们解决了一个一维的，规则的ad-hoc无线网络的最大寿命问题，其中一个数据收集器$L_N$对于任何数据传输成本能量矩阵，其中元素$E_{i,j}$是超加性函数，即，满足不等式$\forall_{i\leq j\leq k}\;E_{i,j}+E_{j,k}\leq E_{i,k}$。我们分析了两组参数，$Q_i$，$i\in [1,N]$由每个节点和网络中的节点的位置产生的数据量的修改下的解决方案的稳定性。我们假设，数据传输成本能量矩阵$E_{i,j}$是网络节点之间的距离的函数，因此节点位置的改变引起$E_{i,j}$的改变。如果数据流矩阵$q(t)$是任意$t\in U(t_0)$的最大网络生存期问题的解，则在稳定区域$U(t_0)$中，在给定参数$t_0$的修改下，该问题的解$q(t_0)$是稳定的.在本文中，我们估计了$L_N$网络在点$Q^0_i=1$，$d^0_i=0$的邻域中的最大网络寿命问题的解的稳定区域$U(Q^0,d^0)$的大小，其中$d_i\in (-1,1)$描述了节点从其初始位置$x_i^0=i$的移动，即，$x_i=i-d_i$。
2014-07-14 cs.NI
Distance based (DBCP) Cluster Protocol for Heterogeneous Wireless Sensor Network
分簇是降低无线传感器网络能量消耗、延长网络寿命的一个重要概念。在异构无线传感器网络中，某些节点比其他节点具有更多的能量。针对异构无线传感器网络，提出了多种路由算法。稳定选举协议（SEP）是这类协议中的重要协议之一。本文针对单跳异构无线传感器网络提出了一种新的能量有效的基于距离的分簇协议（DBCP），以提高传感器网络的寿命和能量效率。DBCP以节点到基站的平均距离作为传感器网络簇头选择的主要依据。
2014-09-02 cs.NI
Optimal Radius for Connectivity in Duty-Cycled Wireless Sensor Networks
研究了负载循环无线传感器网络（简称DC-WSN）中实现连通性所需的传输半径条件。首先，我们解决一个猜想达斯等。（2012），并证明了Gupta和Kumar（1989）给出的随机几何图（RGG）上的连通性条件可以用于导出DC-WSN中实现连通性的弱充分条件。为了找到更强的结果，我们定义了一个新的基于顶点的随机连接模型，这是独立的利益。根据Penrose（1991）的证明技巧，我们证明了当节点的密度接近无穷大时，在这个模型中存在一个大小大于1的有限分量的概率为0。我们使用这个结果，以获得一个最佳的条件，节点的传输半径，这是必要的和充分的，以实现连接，因此是最佳的。这样的半径的最优性也通过模拟测试两个特定的占空比计划，称为连续和随机选择占空比计划。最后，我们设计了一个最小半径的占空比方案，实现连接与传输半径任意接近随机几何图所需的。在这种情况下，开销是我们必须花一些时间计算时间表。
2014-08-28 cs.NI math.PR
DQSB: A Reliable Broadcast Protocol Based on Distributed Quasi-Synchronized Mechanism for Low Duty-Cycled Wireless Sensor Networks
在负载循环的无线传感器网络中，部署的传感器节点通常会根据睡眠调度方法进入睡眠状态以提高能量效率。任何睡眠调度方案及其支持协议都确保数据始终可以从源路由到接收器。本文研究了随机休眠调度机制中的多跳广播和路由问题，提出了一种新的协议DQSB，通过准同步机制实现可靠广播和更少延迟的路由。DQSB既不假设时间同步，要求所有相邻节点在同一时间唤醒，也不假设占空比的意识，这使得它很难在异步无线传感器网络中使用。此外，用于从信宿到其他节点的广播的准同步机制的益处在于，由于没有休眠等待时间或休眠等待时间更少，所以用于反向数据汇集到信宿的延迟更少的路由路径。仿真结果表明，DQSB协议在广播次数性能上优于现有协议，并且即使在不可靠链路的情况下也能保持相对容忍的广播延迟性能。在本文中，建议的DQSB协议，可以被认为是广播时间和广播延迟之间的权衡。我们还探讨了假设中参数的影响以及获得支持DQSB的适当值的方法。
2012-07-11 cs.DC cs.NI
On the Analysis of Adaptive-Rate Applications in Data-Centric Wireless Ad-Hoc Networks
在多跳无线ad-hoc网络中，自适应应用的数据率具有固有的挑战性。数据包冲突、信道竞争和队列建立会导致数据包丢失，但在传统的TCP/IP体系结构中很难管理。这项工作探讨了一种以数据为中心的方法，基于名称数据网络（NDN）架构，这被认为是更适合于无线ad-hoc网络。我们发现，默认的NDN传输提供了更好的性能，在线性拓扑结构，但斗争在更广泛的网络，由于高的冲突和竞争造成的过度利益无序的数据检索和冗余数据传输从不正确的兴趣寿命设置以及在网络缓存。为了解决这些问题，我们使用往返跳数来限制利息率和动态利息生命周期，以最大限度地减少不当利息生命周期的负面影响。最后，我们分析了网络缓存对传输性能的影响，以及哪些场景可能会从中受益或受到影响。
2021-07-14 cs.NI
Ameliorate Threshold Distributed Energy Efficient Clustering Algorithm for Heterogeneous Wireless Sensor Networks
在异构无线传感器网络中，由于传感器节点的资源能量有限，提高其生存时间是一个重要的任务。提高无线传感器网络生命周期的最佳方法是基于分簇的算法，其中每个簇由称为簇头的领导者管理。每个其他节点必须与该CH通信以发送数据感测。最近的基站节点也必须将其数据发送给其领导者，这会导致能量损失。在本文中，我们提出了一种新的方法来改善一个阈值分布式能量有效的异构无线传感器网络的分簇协议，在分簇过程中排除最近的节点到基站。通过MATLAB仿真表明，与TDEEC协议相比，该方法明显增加了接收到的分组消息的数量，延长了网络的生存时间。
2014-08-17 cs.NI
Simple Semi-Distributed Lifetime Maximizing Strategy via Power Allocation in Collaborative Beamforming for Wireless Sensor Networks
在由大量能量受限的传感器节点组成的无线传感器网络中，能量有效的通信是一个重要问题。实际上，传感器节点具有分配给各个节点处的数据传输的不同能量预算。因此，如果没有能量感知传输方案，能量可以消耗更快地从传感器节点与较小的能量预算比从其余的传感器节点在无线传感器网络。这减少了覆盖区域以及无线传感器网络的寿命。协作波束形成（CB）最初被提出来实现定向增益，然而，它也固有地在协作传感器节点上分配相应的能量消耗。事实上，CB可以被看作是一个物理层解决方案（相对于媒体访问控制/网络层解决方案），以平衡单个传感器节点的生命周期，并延长整个WSN的生命周期。然而，能量感知CB方案的引入是延长无线传感器网络寿命的关键。在本文中，CB与功率分配（CB-PA）的开发，以延长一个集群的协作传感器节点的生命周期，通过平衡单个传感器节点的生命周期。提出了一种新的策略，利用剩余能量信息在每个传感器节点。它调整每个传感器节点的能量消耗率，同时在目的地达到所需的平均信噪比（SNR）。它是一种半分布式的策略，并保持平均SNR。并对影响能耗的各种因素进行了研究。仿真结果表明，CB-PA在延长协作节点集群生命周期方面优于具有等功率分配的CB（CB-EPA）。
2014-01-16 cs.IT cs.NI math.IT
Maximizing the Lifetime of Multi-chain PEGASIS using Sink Mobility
在本文中，我们提出了一种改进的能量有效的基于PEGASIS协议（IEEPB）的移动性，以提高无线传感器网络（WSNs）的网络生命周期。多头链、多链概念和sink移动性对提高无线传感器网络的生存时间有很大影响。因此，我们建议移动sink改进的节能PEGASIS-based路由协议（MIEEPB），一个多链模型具有sink的移动性，以实现熟练的无线传感器的能量利用。由于移动汇的机动运动是由汽油或水流引导的，因此需要将这种运动限制在边界内，并且移动汇的轨迹应该是固定的。在我们的技术中，移动汇沿其轨迹移动，并停留在逗留时间逗留位置，以保证完整的数据汇集。我们开发了一个算法的移动汇的轨迹。我们最终进行了广泛的实验，以评估所提出的方法的性能。结果表明，所提出的出路是接近最优的，也优于IEEPB的网络寿命。
2013-03-18 cs.NI
Maximum Lifetime Convergecast Tree in Wireless Sensor Networks
研究了无线传感器网络中周期性汇聚广播应用的最大生存期数据汇集树构建问题。我们通过实验观察到，如果两个节点发送相同数量的数据包，即使发送的数据包的有效载荷长度不同，节点的能量消耗量也大致相同。这是因为分组传输期间的主要能量消耗来自无线电启动和介质访问控制开销。我们制定的生命周期最大化问题捕获的能量消耗，由于消息传输/接收的数据包发送/接收的数量方面，与以前的作品，考虑发送/接收的数据单元（由节点生成的传感器数据量）的数量。无线电的可变发射功率水平和占传感器的能量消耗是其他因素，使我们的问题制定不同于那些在以前的工作。我们证明了该问题是NP完全的，并提出了一种算法来解决该问题，在一个由20个传感器节点组成的实际测试床上，以Jain的公平性指标为度量，对该算法的性能进行了实验评估，并与广泛使用的最短路径树（SPT）和随机数据汇集树（RDCT）算法进行了比较。实验结果表明，与SPT和RDCT算法相比，该算法下不同节点的能耗更加均衡。此外，该算法在大型网络中的性能进行了研究，通过仿真，并与最先进的RaSMaLai算法，SPT，最小生成树，RDCT的数据汇集计划。我们的模拟表明，该算法提供了一个显着更高的网络寿命相比，所有其他考虑的数据汇集方法。
2020-06-09 cs.NI
Sensors Lifetime Enhancement Techniques in Wireless Sensor Networks - A Survey
无线传感器网络基本上用于收集智能环境所需的信息，但它们在无人值守的情况下特别有用，其中地形，气候和其他环境限制可能会阻碍有线/传统网络的部署。与传统网络不同，这些传感器网络没有连续的电源。相反，各个传感器是电池供电的，并且各个传感器的寿命以及因此整个网络在很大程度上取决于这些传感器的占空比。对无线传感器网络的分析表明，通信模块是消耗传感器能量最多的部分，这就是为什么节能是主要的优化目标。由于路由协议和MAC协议直接访问通信模块，因此这两个域的协议设计应考虑节能目标。在本文中，我们讨论了不同的国家的最先进的协议，在MAC和路由域已提出的无线传感器网络，以实现延长网络寿命的总体目标。无线传感器网络中的路由协议通常分为三组-以数据为中心，分层和基于位置的，但我们只关注前两类，因为基于位置的路由协议通常需要有关传感器位置的先验知识，大多数时候是不可用的，由于随机部署的传感器。然后，我们将讨论如何基于调度和基于竞争的MAC协议可以有助于实现有限的能源资源的最佳利用，避免或减少冲突的机会，从而需要重传。
2010-05-21 cs.NI
TDMA-based scheduling for multi-hop wireless sensor networks with 3-egress gateway linear topology
研究了具有三出口网关线性拓扑结构的多跳无线传感器网络的分组传输调度问题。每个节点在每一个循环周期内生成一个数据包，并将其转发到边界处的任意一个网关。我们专注于集中管理的时分多址（TDMA）为基础的时隙分配和静态时隙分配和基本的冗余传输，以减少和恢复数据包丢失的数据包传输调度框架的设计。我们提出了三个一般的路径模型，这将代表所有可能的变化，这种拓扑结构，并推导出一个全球静态时隙分配模型，以最大限度地提高理论概率，所有的数据包被成功地交付到一个网关在一个周期内。
2021-02-10 cs.NI
Negative Cycle Separation in Wireless Network Design
无线网络设计问题（WND）在于选择无线网络的发射机的无线电参数的值，以最大化网络覆盖。我们提出了一个纯0-1线性规划制定的WND可能包含指数数量的约束。这一公式的违反的不等式在理论上和实践中都很难分开。然而，这样的不平等的相关子集可以在实践中更有效地分离，并可用于加强经典MILP配方的WND。初步的计算经验证实了我们的新技术的有效性，无论是在质量的解决方案，发现和提供的界限。
2017-04-15 cs.DM cs.DS cs.NI
Designing an Energy Efficient Framework for Data Gathering in Wireless Sensor Network
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一组节点的集合，这些节点可以在没有任何基础设施的情况下相互通信，并能够在以ad-hoc方式部署后自主有效地收集数据以监控给定区域。在数据收集无线系统中遇到的一个主要问题是在部署的节点的数量、能量效率和寿命之间获得最佳平衡，因为节点的能量不能被补充。在本文中，我们首先提出了一个计划，估计要部署在一个无线传感器网络的节点数量为一个预定的生命周期，使总的能量利用率和完整的连接，确保在所有情况下。该方案还保证了在每个数据收集周期中，每个节点都消耗了必要的能量，从而最大限度地减少了实现所需网络生命周期所需的节点数量。其次，本文提出了一种在无线传感器网络中进行数据收集的框架。在ns 2中进行了大量的模拟，以建立这个框架的有效性。
2012-04-13 cs.NI
Energy-Efficiency Routing algorithms in Wireless Sensor Networks: a Survey
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由能量水平较低的微小节点组成的网络，已成为现代通信基础设施的重要组成部分，在工业界和学术界都具有重要意义。能量在无线传感器网络中至关重要，因此研究界对无线传感器网络的设计都是基于能量效率的，而节点能量消耗是提高无线传感器网络寿命的一个巨大挑战。由于恶劣的环境，对消耗的电池充电或更换可能是昂贵的，甚至是不可能的。为了降低网络能耗、提高网络性能、延长网络生命周期，本文介绍了多种节能方法。
2020-02-18 cs.NI
