基于多目標(biāo)優(yōu)化的傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)分配模型與算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)優(yōu)化問題中最重要的是任務(wù)分配問題，因?yàn)槿蝿?wù)分配方案直接決定著網(wǎng)絡(luò)耗能模式，從而決定了網(wǎng)絡(luò)的生命周期?，F(xiàn)有的解決任務(wù)分配問題的算法有多種，三階段啟發(fā)式算法(3-PH)就是其中較好的算法，因?yàn)樗惴ňC合考慮了影響任務(wù)分配問題的多個(gè)因素。但是，三階段啟發(fā)式算法也存在一些不足：(1)算法將過程分成三個(gè)階段以解決多目標(biāo)優(yōu)化，這種方法不能有效協(xié)調(diào)各目標(biāo)之間的關(guān)系；(2)隨機(jī)迭

2、代算法所固有的“無記憶性”不能將迭代過程中的優(yōu)良個(gè)體有效保留；(3)假設(shè)節(jié)點(diǎn)間無通信沖突，而節(jié)點(diǎn)間卻存在嚴(yán)重的通信沖突。
　　 針對三階段啟發(fā)式存在的不足，本文提出了兩種算法：改進(jìn)的三階段啟發(fā)式算法(G3-PH)和嵌套關(guān)鍵路徑的遺傳算法(GA)。G3-PH算法提出用目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化算法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，從而解決了多個(gè)目標(biāo)協(xié)調(diào)性的問題。同時(shí)，G3-PH算法假設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間存在通信沖突，只要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行電壓滿足上界要求，則節(jié)點(diǎn)間的多

3、個(gè)通信任務(wù)可以同時(shí)執(zhí)行。但是G3-PH算法也存在“無記憶性”的問題，所以文章提出用GA算法解決任務(wù)分配問題，因?yàn)檫@種算法具有“記憶性”的特點(diǎn)，可以將迭代過程中所產(chǎn)生的優(yōu)良個(gè)體有效保留。同時(shí)，本文在GA算法中引入關(guān)鍵路徑算法和目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化算法，分別用以解決路徑選擇問題和多目標(biāo)優(yōu)化問題，從而得出最更優(yōu)解。
　　 最后，我們將3-PH，G3-PH，GA三種算法進(jìn)行比較，仿真實(shí)驗(yàn)表明用GA算法解決任務(wù)分配問題，能夠得到最小的網(wǎng)絡(luò)能耗、最