Anypath Routing Protocol Design via Q-Learning for Underwater Sensor Networks
Princeton University（普林斯顿大学）；Tianjin University（天津大学）；James Cook University（詹姆斯·库克大学）
水下传感器网络作为水下物联网的一种新兴技术，受到了学术界和工业界的广泛关注。然而，由于水下环境中的高能耗和大延迟，设计水下传感器网络的路由协议是一个巨大的挑战。提出了一种基于Q学习的无定位无路径路由（QLFR）协议，以延长水下传感器网络的生存时间，并减少端到端的延迟。针对最优路由策略，在整个路由过程中，通过联合考虑传感器节点的剩余能量和深度信息来计算Q值。更具体地说，我们定义了两个奖励函数（即，深度相关和能量相关的奖励）用于Q学习，目的是减少延迟和延长网络寿命。此外，根据转发候选节点的优先级，设计了一种新的包转发保持时间机制。此外，提出了一个数学分析，以分析所提出的路由协议的性能。大量的仿真结果表明，所提出的路由协议在端到端的延迟和网络生命周期方面的优越性能。
2020-02-22 cs.LG cs.NI
Opportunistic Routing for Opto-Acoustic Internet of Underwater Things
水下物联网（IOUT）是一场技术革命，可能标志着科学，工业和军事水下应用的新时代。为了缓解恶劣的水下信道特性，本文将水声无线通信与光无线通信相结合，分别实现无处不在的控制和高速低延迟的组网性能。由于水下光无线通信（UOWC）的范围有限，它需要有效的多跳路由解决方案。在这方面，我们提出了一个基于扇区的路由选择（SectOR）协议。与传统的路由（TR）技术，单播数据包到一个唯一的中继，机会路由（OR）的目标是一组候选中继，利用广播性质的UOWC信道。OR提高了分组递送率，因为具有至少一个成功分组接收的可能性比传统单播路由中的可能性高得多。取决于单跳链路的性能表征，我们获得了各种本地和全球的指标来评估的候选集（CS）的健身和优先级的CS的成员。由于速率误差和距离波束宽度的权衡产生不同的候选集的差异，我们开发了一个候选过滤和搜索算法，通过扫描可行的搜索空间找到最佳的扇形覆盖区域。此外，混合声/光协调机制被认为是避免重复传输的继电器。数值结果表明，SectOR协议可以执行甚至比最佳单播路由协议在良好连接的UOWN。
2020-02-12 cs.NI eess.SP
Comparative Analysis of Routing Protocols for Under Water Wireless Sensor Networks
水下无线传感器网络具有低带宽、高延迟、能量有限、节点浮动移动和高误码率等特点，与陆地传感器网络有很大的不同。这些特点给水下传感器网络的网络协议设计带来了挑战。近年来，已经为这些网络开发了几种路由协议。在比较和验证这些建议的性能方面的主要困难之一是缺乏一个共同的标准来模拟恶劣水下环境中的声传播。在本文中，我们分析了某些水下路由协议，如VBF，DBR，H2-DAB，QELAR等的演变，在他们的本地化技术，能量最小化特性和保持时间计算。每个协议的设计遵循一定的目标，即减少能源消耗，改善通信延迟，实现的鲁棒性和可扩展性等。本文探讨了水下传感器网络的设计和实现的主要方法和挑战。通过对所选协议的详细描述，了解了当前无线传感器网络路由层的研究方向。
2013-06-05 cs.NI
Fair and Throughput-Optimal Routing in Multi-Modal Underwater Networks
虽然声学通信已经被认为是几年来在水下通信的突出技术，但是其他技术也在开发中，例如，光学和射频电磁波。每种技术都有其自身的优点和缺点：例如，声学信号以kbit/s的比特率实现长距离通信，而光学信号提供Mbit/s的传输速率，但仅在短的发送器-接收器距离上。这种技术多样性可以通过多模式系统加以利用，这些系统整合了不同的技术，并提供情报，以决定在任何特定时间应该使用哪一种技术。在本文中，我们提出了一种新的路由协议的多模式节点的网络解决了这种智能的一个基本组成部分。该协议在任何给定时间对每个链路和每种技术中的流进行分布式决策，以便将数据包推向其目的地。我们的路由协议，防止瓶颈和公平地分配资源到不同的节点。我们通过模拟和现场实验分析了我们的协议的性能。结果表明，我们的协议成功地利用所有的技术来提供数据，即使在存在不完美的拓扑信息。为了允许复制我们的结果，我们分享了我们的模拟代码。
2016-11-14 cs.NI
A Parametric Chain based Routing Approach for Underwater Sensor Network
传感器网络是一种既依赖于硬件又依赖于能量参数的关键网络。正因为如此，这样的网络需要优化各种通信，以改善网络生活。在水下传感器网络中，由于节点的随机浮动，网络的危险性也增加了。本文通过聚合路径的生成，提出了一种多播或广播通信的组合，并定义了一种新的基于链的聚合路由方法，以提供网络上的有效通信。在这项工作中，一个有效的聚集路径建议下的能量，距离和拥塞分析的不同参数。基于这些参数，将产生一个可信的聚合路由，从而提高网络的生命力。
2014-02-24 cs.DC cs.NI
Expanding Boundaries: Cross-Media Routing for Seamless Underwater and Aerial Communication
本文针对水下与空中跨域通信需求，提出融合 AUV、USV 与机载节点的 bubble routing 跨介质路由协议，并通过 PDR 和端到端时延评估其性能。
2023-07-24 cs.ET cs.NI eess.SP
Energy Efficient Routing For Underwater Acoustic Sensor Network Using Genetic Algorithm
Vel Tech University（Vel Tech大学）；Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
在水声传感器网络中，能量可靠的数据传输是一项具有挑战性的任务。这是由于由过量噪声、特别长的传播延迟、高比特出错率、有限的带宽能力和干扰引起的声传输干扰。如何延长数据传输的寿命，是UWBER研究的重要课题之一。数据从源节点到目的节点的传输是一个复杂的课题。在过去的几年中，已经开发了许多路由算法，例如基于向量的转发和基于深度的路由。我们提出了一种基于遗传算法的优化方法，用于提高从源节点到目的节点的路由路径中数据传输的能量效率。
2022-04-25 cs.LG cs.NI cs.RO
A Reinforcement Learning-Based Telematic Routing Protocol for the Internet of Underwater Things
University of Extremadura（埃斯特拉曼杜拉大学）；University of Verona（威尼斯大学）
本文提出了一种基于强化学习的水下物联网远程路由协议RL-RPL-UA，通过动态目标函数优化网络性能，实验显示其在数据包交付率、能耗和网络寿命方面均优于传统方法。
2025-11-21 cs.AI cs.LG cs.NI
End-to-End Performance Analysis of Underwater Optical Wireless Relaying and Routing Techniques Under Location Uncertainty
本文研究位置不确定性下的水下光无线网络多跳通信，推导了自适应波束宽度下两种中继技术的端到端性能指标，提出集中式与分布式路由方案（LiPaR），通过仿真验证了多跳通信的优势。
2019-01-27 cs.NI cs.SY eess.SY
Simulation of Underwater RF Wireless Sensor Networks using Castalia
我们使用水下信道的真实测量来模拟整个水下RF无线传感器网络，包括传播损伤（例如，噪声、干扰），无线电硬件（例如，调制方案、带宽、发射功率），硬件限制（例如，时钟漂移、传输缓冲器）以及完整的MAC和路由协议。结果应该是有用的设计集中式和分布式算法的应用程序，如监控，事件检测，定位和辅助导航。我们还解释了为了执行模拟而必须对Castalia进行的更改。
2016-04-12 cs.NI
Fault-Tolerant Backup Clustering Algorithm for Smart Connected Underwater Sensor Networks
针对水下传感器网络中簇形成能力差和簇头失效频繁的问题，提出了一种节能的分层拓扑感知分簇路由协议（EEHTAC）。本文针对EEHTAC操作开发了容错备份集群（FTBC）算法和多参数集群形成（MPCF）模型。MPCF模型通过整合多个参数来实现有效的聚类过程，从而解决了聚类形成性能差的问题。FTBC算法解决了CH频繁失败的问题，以避免数据传输中断。使用正常，高故障，高路由开销的网络场景的MPCF模型的性能进行了评估。用于此分析的性能指标是时间拓扑变化率（TTVR），CH负载分布（CLD）和集群稳定性（STB）。所获得的结果表明，以90秒的CH保留期操作实现了每轮更好的CH占空比，并且改善了MPCF过程，TTVR、CLD和STB的值分别为25.69%、55.56%和60%。基于FTBC的EEHTAC的性能相对于能量平衡的不平等分层聚类（EULC）协议进行了评估。用于该评估的性能指标是路由开销（Ω）、端到端延迟（Δ）、恢复的CH故障（CFR）、检测到的CH故障（CFD）、接收的分组（θ）和能量消耗（Δ）。参照获得的最佳值，EEHTAC证明了在Ω、Δ、CFR、CFD、θ和θ方面的性能分别比EULC变体提高58.40%、29.94%、81.33%、28.02%、86.65%和54.35%。实验结果表明，MPCF模型对簇形成性能是有效的，基于FTBC的EEHTAC协议可以有效地执行现有的CBR协议…
2022-03-04 cs.NI
SensIs - Underwater acoustic network for ice-monitoring
研究了低延迟水声网络通信路由问题。该应用程序正在监测北极海上作业的冰威胁-提供警告，使运营商能够对此类威胁做出反应。该方案产生相对较高的流量负载，网络应该有利于低延迟和足够的可靠性，而不是能量使用最小化。本文以梁伟等人于2007年提出的ICRP（Information-Carrying Based Routing Protocol）协议为基础。ICRP通过在没有路由信息可用时将数据有效载荷作为广播分组发送来获得单播路由路径。因此，可以在没有反应性信令延迟的成本的情况下递送数据。在本文中，我们探讨了一个稍微增强/适应ICRP的能力，量身定制的冰监测应用程序。通过仿真和海上实验，证明了该协议性能良好，可以管理应用程序的高流量负载-这提供了点对点链路提供足够的比特率和容量余量。
2016-04-08 cs.NI physics.ao-ph
Analysis of Average Travel Time for Stateless Opportunistic Routing Techniques
无线网络中的搜索、路由、自稳定和查询处理等应用都可以用图上的随机游动来描述。无状态启发式路由技术是一种基于随机游走方法的鲁棒分布式路由技术，节点将数据包均匀地转发到其直接邻居节点，直到数据包到达目的节点。该算法具有执行简单、容错、开销小和对拓扑变化的鲁棒性等优点，更适合于无线传感器网络应用。但无状态机会路由的主要缺点是需要估计和研究网络参数对分组延迟的影响。在这项工作中，我们推导出的平均延迟或平均数据包旅行时间的解析表达式的r-最近邻圈，r-最近邻环网络。进一步，我们推导了m维r-最近邻环面网络的平均延迟的一般表达式，并研究了节点数、最近邻和网络维数对平均包传输时间的影响。
2014-12-09 cs.NI
Underwater Optical Wireless Communications, Networking, and Localization: A Survey
水下无线通信可以通过声波、射频（RF）和光波进行。与其带宽受限的声学和RF通信相比，水下光无线通信（UOWC）可以在低延迟水平上支持更高的数据率。然而，严重的水生通道条件（例如，吸收、散射、湍流等）对UOWC提出了巨大的挑战，并大大减少了可达到的通信范围，这需要有效的网络和本地化解决方案。因此，本文从以下几个方面对水下无线光网络的挑战、发展和前景进行了全面的综述：1）潜在的网络结构; 2）物理层问题，包括传播特性、信道建模和调制技术; 3）数据链路层问题，包括链路配置、链路预算、性能指标和多址接入方案; 4）网络层主题，包括中继技术和潜在的路由算法; 5）传输层主题，如连通性，可靠性，流量和拥塞控制; 6）应用层目标和最先进的UOWN应用程序，以及7）本地化及其对UOWN层的影响。最后，我们概述了开放的研究挑战，并指出了未来的方向，水下光无线通信，网络和本地化的研究。
2018-02-28 cs.NI
Hierarchical and Nonhierarchical Three-Dimensional Underwater Wireless Sensor Networks
在一些水下传感器网络中，传感器节点可以部署在海洋的不同深度，使这些网络成为三维（3D）网络。虽然大多数陆地传感器网络通常可以建模为二维的（2D）网络，但这些水下传感器网络必须建模为3D网络。这导致了网络体系结构和拓扑结构领域的新的研究挑战。在本文中，我们提出了两种不同的网络结构的三维水下传感器网络。第一种是分层架构，它使用相对少量的鲁棒骨干节点来创建网络，其中大量廉价的传感器与它们最近的骨干节点通信，并且从骨干节点到汇点的数据包通过其他骨干节点路由。这种分层的方法允许创建一个网络的数量较少的昂贵的骨干节点，同时保持移动传感器简单和廉价。随着网络拓扑结构，我们还研究了这种3D网络的能源效率和频率复用问题。第二种方法是一个非层次化的架构，它假设所有的节点都是相同的，随机部署。它将整个3D网络空间划分为相同的单元，并在每个单元中保持一个节点活动，从而在限制能量消耗的同时保持感知覆盖和连接。我们还研究了我们所提出的计划接近最优。
2010-05-17 cs.NI
Distance energy based routing algorithm with priority handling for UWSN
水下传感器网络具有与陆地传感器网络不同的特点，因此为陆地传感器网络开发的路由协议并不适用于水下传感器网络。水下路由是通过底层网络结构和传感器节点的设计来理解的。因此，需要为UWSNs开发高效的路由协议。我们提出了一种基于路由因子（Rf）的路由方案，Rf是距离和剩余能量的函数。我们还定义了能量标度值，以合理化可用能量，从而将能量的异质性考虑在内。该算法通过计算每个相邻节点的Rf并选择具有最小Rf的节点作为转发节点来将分组从一个节点路由到另一个节点，从而在一组候选转发节点之间提供能量平衡机制。我们还包括在我们的算法中的优先级数据包转发的方式，以减少端到端的数据包之间的延迟，并在各自的节点。我们提出的路由算法的模拟表明，在网络的生命周期和发送的数据包的数量方面的改善。我们的模拟表明，在使用基于扇区的路由（SBR-DLP）分析时，寿命提高了2倍。
2014-11-15 cs.NI
AMCTD: Adaptive Mobility of Courier nodes in Threshold-optimized DBR Protocol for Underwater Wireless Sensor Networks
在密集的水下传感器网络中，主要面临的问题是高误码率、传感器节点拓扑结构的不断变化以及数据传输的能量消耗。然而，水下无线传感器网络在海底管理、油藏管理、深海态势探测、水灾害防治等方面有着显著的应用前景。为了实现这些应用，忽视声学通信的局限性，如高延迟和低带宽是不可行的。在本文中，我们提出了自适应移动性的Cumber-optimized基于深度的路由（AMCTD），探索熟练的深度阈值的修正和实现最佳的权重函数，以实现更长的网络寿命。我们隔离我们的计划在3个主要阶段的权重更新，深度阈值变化和自适应移动的信使节点。在数据转发过程中，我们提供了一个改变阈值的框架，以应对网络的稀疏条件。我们最终进行了详细的模拟，以审查我们提出的方案的性能，并与其他两个显着的路由协议的网络寿命和其他重要参数的比较。仿真结果表明，该方案的性能优于其他技术，在UWSN领域接近最优。
2013-07-26 cs.IT cs.NI math.IT
RPLUW/M: Enabling RPL on the Internet of Underwater Things
本研究首次将基于 RPL 树的拓扑控制平台应用于水下物联网，提出 RPLUW 方法以支持节点移动性，通过灵活目标函数和决策系统提升网络寿命与效率。
2024-08-16 cs.NI math.OC
Making Name-Based Content Routing More Efficient than Link-State Routing
为了在信息中心网络（ICN）中实现高效的基于名称的路由，引入了扩散的基于名称的路由协议（DNRP）。DNRP仅使用距离信息建立并维护到名称前缀的最近实例的多个无环路路由。DNRP消除了定期更新、维护拓扑信息、存储内容副本的完整路径或了解存储命名内容副本的所有站点的需要。DNRP适用于在多个站点存储大量前缀的大型ICN。结果表明，DNRP提供无环路由的内容独立的拓扑结构的状态，它收敛在有限的时间内，以正确的路由命名前缀后，任意变化的网络拓扑结构或前缀实例的位置。仿真实验结果表明，DNRP比链路状态路由方法更有效。
2018-04-08 cs.NI
Stochastic Geometry-Based Low Latency Routing in Massive LEO Satellite Networks
研究了大规模低轨卫星网络中的路由问题。当星间通信距离受限时，在一个等高度的星座中，选择不同的中继卫星来最小化延迟。首先，在理想情况下，当所有理想位置都有可用卫星时，得到全局最优解。接下来，我们提出了一个最近邻搜索算法的现实（非理想）的情况下，有限数量的卫星。该算法可以通过有限的迭代次数和极小的搜索范围，在理想情况下逼近全局最优解。与其他路由策略相比，该算法在延迟方面具有明显的优势。此外，我们提供了两个近似技术，可以给出严格的下限和上限的延迟所提出的算法，分别。最后，研究了延迟与星座高度、卫星数目和通信距离的关系。
2022-04-08 cs.NI
Hybrid Trust Model for Internet Routing
目前的互联网是基于一个基本假设的可靠性和良好的意图之间的行为者在网络上。不幸的是，不可靠和恶意行为正在成为互联网通信的主要障碍。为了提高网络基础设施的可信度和可靠性，我们提出了一种新的信任模型，将其纳入BGP路由。在我们的方法中，信任模型的定义相结合的投票和推荐直接信任估计位于不同的自治系统中的邻居路由器。我们说明了我们的方法的影响与情况下，展示了不信任的路径超出最近的邻居和检测不信任的邻居广告的可信path.We模拟的影响加权投票和直接信任的矩形网格中的15*15节点（自治系统）与随机连接的拓扑结构。
2011-05-27 cs.NI
Efficient energy, cost reduction, and QoS based routing protocol for wireless sensor networks
近年来无线传感器网络的发展和广泛应用催生了许多路由协议，其中许多协议都将能量效率作为最大化无线传感器网络生命周期的最终因素。无线传感器网络不同应用的服务质量（QoS）要求带来了额外的挑战。成像和数据传输需要QoS感知路由和能量，以确保传感器的有效使用。在本文中，我们提出了一个有效的，能源意识，最低成本，（ECQSR）服务质量路由协议的传感器网络，可以有效地运行与尽力而为的流量处理。该协议旨在通过均衡多个节点的能量消耗来最大化网络的生命周期，利用服务区分的概念，通过最近邻算法（NN）寻找最短路径来寻找较低的代价，同时对实时数据的路径时延也提出了一定的约束，其中链路代价捕获了节点的能量储备、传输的能量、出错率等参数。实验结果表明，该协议提高了网络生存时间，降低了网络功耗.
2019-03-23 cs.NI
An Efficient Probe-based Routing for Content-Centric Networking
随着物联网、智慧城市、5G和边缘计算等新技术和应用的发展，传统的基于互联网协议（IP）的网络暴露出许多问题。因此，以信息为中心的网络（ICN）、命名数据网络（NDN）和以内容为中心的网络（CCN）被提出作为未来网络的替代方案。然而，与基于IP的网络不同，CCN路由是不确定的，并且由于频繁的网络内缓存替换而难以优化。本文提出了一种新的基于探测器的路由算法，探索实时网络缓存，以确保存储到最近的内容提供方的最佳路径的路由表是最新的。对有效的探测器选择、待处理兴趣表（PIT）探测器和转发信息库（FIB）探测器进行了讨论，并通过仿真分析了不同的性能指标。与基本的CCN相比，在定性分析方面，我们的方法在处理兴趣包和数据包上的额外计算开销分别为O（*）和O（*）。然而，在定量分析方面，我们的方法减少了6%的超时兴趣的数量和平均响应时间的0.6秒。此外，虽然基本CCN和我们的方法属于相同的服务质量类别，但我们的方法在实际价值方面优于基本CCN。此外，我们基于探针的方法比 * 和 * 更好。由于加快FIB更新的探针，我们的方法提供了更可靠的兴趣包路由时，占路由器故障。总之，结果表明，与基本的CCN相比，我们的基于探测器的路由方法提高了FIB的准确性，减少了网络拥塞和响应时间，从而实现了高效的路由。
2022-01-10 cs.NI
Multihop Routing in Ad Hoc Networks
本文提出了一种双重的方法，封闭形式的分析和轻量级的模拟，使移动自组织网络的性能评估，是更现实，更有效，更准确的比那些发现在现有的出版物。新的分析所容纳的一些功能是阴影，排除和保护区，距离相关的衰落。三种路由协议进行检查：最小延迟，最近的邻居，和最大进度路由。研究了路径可靠性、平均条件时延、平均条件跳数和区域频谱效率之间的权衡。
2013-09-13 cs.IT cs.NI math.IT
A New Small-World IoT Routing Mechanism based on Cayley Graphs
在不久的将来，越来越多的低功耗物联网（IoT）设备将被广泛部署。考虑到低功耗设备的短距离通信，多跳传输将成为物联网网络中重要的传输机制。对于低功耗设备来说，以低延迟和可靠的方式通过多跳进行长距离数据传输至关重要。网络的小世界特性表明，网络具有平均最短路长度（ASL）小和平均聚类系数（ACC）高的优点。本文提出了一种新的考虑小世界特性的物联网路由机制，以减少延迟，提高可靠性。基于Cayley图推导了用于IoT网络小世界特性性能分析的ASL和ACC。此外，基于Cayley graphH（CITY）提出了小世界物联网的可靠性和时延模型。仿真结果表明，与传统的最近邻路由（NNR）相比，该算法具有更低的时延和更好的可靠性。与NNR相比，最大时延降低了50.6%。
2019-08-27 cs.NI eess.SP
A First Look at Anycast CDN Traffic
选播路由是一种IP解决方案，它允许将数据包路由到拓扑上最近的服务器。在过去的几年里，它已被普遍采用来管理一些运行在UDP之上的服务，例如，公共DNS解析器、多播租用点等。然而，近来因特网已经见证了诸如CloudFlare和EdgeCast的新的支持任意播的内容分发网络（A-CDN）的增长，其提供它们的web服务（即，TCP流量）完全通过任播。据我们所知，在文献中对这种交通的性质和动态知之甚少。例如，由于任播依赖于路由，问题是通往最近服务器的路径有多稳定。为了解决这个问题，在这项工作中，我们首先通过结合主动和被动测量来了解A-CDN流量。特别是，在我们以前的工作的基础上，我们使用主动测量来识别和地理定位A-CDN缓存，从与前10万个Alexa网站相关的大量IP地址开始。然后，我们使用从欧洲ISP收集的大型被动数据集来查看这些缓存的流量。我们发现，在浏览互联网时，每天都会遇到几个A-CDN服务器。到A-CDN服务器的路由非常稳定，每月观察到的变化很少（与传统CDN的动态流量策略相反）。总的来说，A-CDN是一个值得进一步研究的现实。
2021-03-12 cs.NI
RADAR-Q: Resource-Aware Distributed Asynchronous Routing for Entanglement Distribution in Multi-Tenant Quantum Networks
Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）；Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）；Cisco（思科）；Qatar University（卡塔尔大学）；Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学）
RADAR-Q通过本地决策平衡路径长度和保真度，优化量子中继资源竞争，提升多租户量子网络的吞吐量和保真度。
2026-03-29 cs.NI quant-ph
Selfish peering and routing in the Internet
互联网是一个松散的合并独立的服务提供商在自己的利益行事。我们研究这种经济现实对对等关系的影响。具体来说，我们考虑如何激励的供应商可能会决定他们选择相互连接。我们考虑一个游戏，两个自私的网络提供商必须建立对等点之间的各自的网络图，给定的知识的交通状况和最近出口的路由策略，外出交通，以及成本的基础上的拥塞和对等连接。我们专注于成对稳定平衡的概念，并使用随机过程来解决的随机成对稳定配置。随机稳定网络因其对策略偏差的鲁棒性而被选择，因此被认为是更有可能在动态环境中出现的网络。我们注意到，在不对称条件下，特别是不平等的域间流量，对系统范围内的效率产生不利影响的随机稳定的对等配置缺乏。在双边流条件下，我们发现，随着建立对等链路的成本接近零，随机成对稳定均衡的对等链路数量的方差急剧增加。
2004-10-26 cond-mat.stat-mech cs.GT cs.NI
Bucket-brigade inspired power line network protocol for sensed quantity profile acquisition with smart sensors deployed as a queue in harsh environment
压力和温度剖面是油气井安全生产的关键数据。本文提出了一种桶旅启发的传感器网络协议，可用于从纳米级长达公里的结构中提取感测数据轮廓。讨论了PHY/MAC层。该协议最适合于低数据率交换的小固定大小的数据包，命名为桶，作为时域突发之间的高精度智能传感器部署为一个队列。只有一个协调器，这是不能直接访问的大多数传感器节点。协调器负责收集测量简档并将其发送到监督节点。不需要复杂的路由机制，因为网络拓扑是在部署过程中确定的。有许多应用需要传感器被部署为长队列，并且感测到的数据可以以低数据率传输。这种监测应用的示例是：神经连接的人工皮肤、油/气/水管道完整性、输电线塔完整性、（铁路）道路/高速公路照明和完整性、葡萄园或重新造林或种植园中的个性化监测、水下电信电缆完整性、油/气立管完整性、油/气井温度和压力分布等。为了稳定性和减少电磁干扰，有线网络是首选。此外，在一些恶劣的环境中，无线是不可行的。为了减少布线，可以在用于提供电力的同一电缆中进行通信。
2021-06-11 cs.NI
Sparse power-efficient topologies for wireless ad hoc sensor networks
研究了多跳无线自组织传感器网络的节能路由问题。我们的工作的指导性见解是，不同于一个ad hoc无线网络，无线ad hoc传感器网络不需要节点之间的完全连接。只要传感区域被连接的节点很好地覆盖，网络就可以执行其任务。我们考虑两种几何随机图作为基本互连结构：单位圆盘图$\UDG(2,λ)$和$k$ -最近邻图$\NN(2,k)$，它们建立在$\RR^2$中密度为$λ$的泊松点过程所产生的点上。我们给出了这两个模型$\US(2,λ)$和$\NS(2,k)$的子图构造，并证明了存在$λ_s$和$k_s$的值，在这些值以上，这些构造具有以下良好的性质：（i）它们是稀疏的;（ii）它们是幂有效的，在这个意义上，图的距离不超过任何一对点之间的欧氏距离的常数倍;（iii）它们覆盖了空间;（iv）可以使用每个节点处的局部信息容易地建立子图。我们还描述了一个简单的本地算法路由这些子图上的数据包。我们的结构也给出了新的上限的临界值的参数$λ$和$k$的模型$\UDG(2,λ)$和$\NN(2,k)$。
2008-07-18 cs.NI math.PR
Optimal Number of Cluster Heads in Wireless Sensors Networks Based on LEACH
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是近年来无线网络研究的热点之一。传感器被随机地放置在该区域中，每个节点感知周围环境并将收集到的数据发送到簇头（CH），簇头（CH）将获得的信息聚合并发送到基站（BS）。每个WSN节点上都包括一个不可充电的电池。无线传感器网络的传感器能量和网络寿命延长是学术界和工业界最重要的考虑因素。因此，许多路由协议被提出来解决这个问题，其中之一是LEACH，早期的协议，引入了分簇的思想，以延长生命的无线传感器网络。由于LEACH是随机选择的，因此会受到簇头数量的影响，这对网络寿命有影响，此外，每个簇中的节点是随机加入的，这意味着一些簇头比其他簇头工作得更多，而簇节点较少。本文提出了一种最大最优簇头数算法（MONCH）来确定无线传感器网络中的最优簇头，并找到最接近基站的簇头，以帮助将节点与最合适的簇进行整合。结果表明，改进的能量消耗性能的LEACH算法。
2020-03-10 cs.NI
