6、无线传感器网络中的聚类、路由算法及GAN异常检测

无线传感器网络中的聚类、路由算法及GAN异常检测

1. 聚类与路由算法

1.1 分布式容错聚类算法（DFCA）

DFCA是一种根据簇内节点剩余能量来选择簇头（CH）的算法，剩余能量最多的传感器节点会被选为簇头。其流程始于初始化阶段，在此期间节点和网关会被赋予特殊标识符。网关会生成包含网关ID、剩余能量和距离信息的“hello”消息。DFCA算法包含两个阶段：
- 设置阶段 ：进行簇的形成过程，网关会发送“hello”消息及其他数据项。
- 稳定阶段 ：网络操作进一步分为轮次，每一轮中网关收集成员节点的信息并发送至基站（BS）。若某个簇头因任何原因失效，簇内节点会迁移至相邻簇头以保证数据持续流动，但这会增加相邻簇头的负担和能耗，影响网络寿命。

1.2 无标度拓扑演化机制（SFTEM）与基于正六边形的聚类方案（RHCS）

SFTEM和RHCS能在保持能量平衡的同时提高网络生存能力。RHCS采用正六边形拓扑对传感器节点进行聚类，提供至少1 - 覆盖的容错能力。SFTEM通过可靠的聚类策略和拓扑发展的协同作用，连接各个簇，构建能承受各种故障（如随机故障和能量故障）的健壮无线传感器网络（WSN），该方法使用马尔可夫模型表示网络节点。

1.3 路由算法

1.3.1 LEACH（低能量自适应聚类层次协议）

LEACH是一种自组织、自适应的聚类协议，节点采用分布式方法自主创建簇，无需中央权威的帮助。该协议包含两个阶段：
- 设置阶段 ：网络被组织成簇，同时公布