基于ACO的WSN地理位置路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Senor Networks)是獲取信息的有力工具和重要手段，在很多實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。在WSN中，數(shù)量眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)通常采用能量有限的干電池進(jìn)行供電，一旦傳感器節(jié)點(diǎn)電量耗盡，則會(huì)退出網(wǎng)絡(luò)，造成網(wǎng)絡(luò)空洞問(wèn)題，對(duì)實(shí)際應(yīng)用造成一定的影響。這一特點(diǎn)使得如何設(shè)計(jì)一種能量高效的路由協(xié)議，降低并均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，成為WSN發(fā)展的關(guān)鍵的問(wèn)題之一。
　　 蟻群優(yōu)化算法(ACO

2、，Ant Colony Optimization)是一種新型仿生學(xué)智能算法，它從螞蟻搬運(yùn)食物回蟻巢時(shí)總能找到一條最短路徑中獲取靈感，具有分布式計(jì)算、魯棒性較強(qiáng)以及自動(dòng)尋優(yōu)等特點(diǎn)。ACO算法十分適合于求解組合最優(yōu)化問(wèn)題，已經(jīng)被成功應(yīng)用于很多領(lǐng)域。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，ACO算法的大部分特點(diǎn)非常適應(yīng)于WSN的路由特性要求，因此將ACO算法應(yīng)用于WSN路由具有一定的研究意義。
　　 本文提出了一種具有能量高效的基于ACO的WSN地理位置路由算

3、法LAACO(Location Aware Ant Colony Optimization Routing Algorithm for WSN)。該算法利用節(jié)點(diǎn)地理位置信息提出了前向路由區(qū)域的概念，縮小了路由建立過(guò)程中下一跳節(jié)點(diǎn)的選擇范圍，一定程度上提高了路由效率。針對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前向路由區(qū)域中可能沒(méi)有下一跳節(jié)點(diǎn)而導(dǎo)致路由失敗的情況，提出了路由回退的策略，一定程度上提高了路由的成功率。在利用ACO算法尋找下一跳節(jié)點(diǎn)的過(guò)程，將節(jié)點(diǎn)間的鏈路距

4、離當(dāng)作信息素濃度值，將節(jié)點(diǎn)的剩余能量當(dāng)作問(wèn)題的啟發(fā)信息值，使得所選擇的路由路徑，同時(shí)兼顧到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的整體能耗以及能量均衡性。
　　 分析了LAR算法以及LARDAR算法中的查詢域的概念，將其當(dāng)做LAACO算法中的前向路由區(qū)域，并將本文所提出的蟻群路由策略應(yīng)用于其中，形成了新的LAR算法以及LARDAR算法。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果證明：LAACO算法與經(jīng)過(guò)改進(jìn)的LAR算法以及LARDAR算法相比，在數(shù)據(jù)傳輸成功率、能量效率以及節(jié)點(diǎn)能量均衡性