基于人工蜂群算法的節(jié)能分簇協(xié)議.pdf

1、在當(dāng)今社會(huì)，隨著移動(dòng)計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信被越來越多的應(yīng)用到了移動(dòng)設(shè)備之間，比如移動(dòng)學(xué)習(xí)、移動(dòng)自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)等等，極大的方便了人們的生活，提升了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。
　　但是，對(duì)于這些電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備比如智能手機(jī)，平板電腦和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)而言，能量消耗是網(wǎng)絡(luò)通信中不得不考慮的一個(gè)重要指標(biāo)，直接影響了移動(dòng)設(shè)備的通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)壽命。特別是隨著近些年來，移動(dòng)設(shè)備的屏幕尺寸、CPU處理速度、存儲(chǔ)和通信能力在逐

2、年提高，但電池電量的發(fā)展速度卻異常緩慢，成為移動(dòng)設(shè)備在能量密集型網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景應(yīng)用的瓶頸，一定程度上降低了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所帶來的用戶體驗(yàn)。
　　本文主要針對(duì)由能量有限的移動(dòng)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景，提出了一個(gè)生物啟發(fā)式的節(jié)能網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)議，協(xié)議主要包括三個(gè)部分:首先是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的分布情況和移動(dòng)速度，初步估計(jì)出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎聭?yīng)該劃分的簇的個(gè)數(shù);其次，在考慮移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景特有的一些因素比如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度、節(jié)點(diǎn)的通信半徑和到服

3、務(wù)器之間的通信距離等因素下，根據(jù)人工蜂群算法和估計(jì)出的簇?cái)?shù)目，選擇出最優(yōu)的簇頭以使得網(wǎng)絡(luò)中孤立節(jié)點(diǎn)數(shù)目最少;為了防止分簇之后由于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)或簇頭能量耗盡而導(dǎo)致的簇結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所提出的節(jié)能分簇協(xié)議還包括兩個(gè)具體的簇維護(hù)機(jī)制，最大限度地維護(hù)簇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
　　本文還針對(duì)所提出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能分簇協(xié)議在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景、多種不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，性能評(píng)估結(jié)果表明該分簇協(xié)議能夠在網(wǎng)絡(luò)通信當(dāng)中有效的節(jié)省單個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信能耗，并通過平衡所有節(jié)