基于DE的WSN能量空洞问题最优发射半径选取.pdf

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1、，’I_一J二u‘叶十常硒用J删ElectronicSci．＆Tech．／May．15．2014基于DE的WSN能量空洞问题最优发射半径选取杨金龙，陈丹(南京航空航天大学计算机科学与技术学院，江苏南京210016)摘要针对无线传感器网络能量空洞问题，通过对具有节点均匀且呈环状分布的WSN相关模型进行了分析。并在此基础上，将能量空洞问题转化为不同发射半径下，能量消耗值最大节点的问题，从而确定了具有不连续、不可导、多峰值特点的优化目标函数。最终采用CoDE算法求解该优化问题，并通过仿真实例验证了，该方法的正确性与可行性。关键词差分进化；无线

2、传感器网络；能量空洞；优化；目标函数中图分类号TN926；TP212．9文献标识码A文章编号1007—7820(2014)05—164—05OptimalRadiusSelectionBasedonDiferentialEvolutiontoAvoidEnergyHoleYANGJinlong．CHENDan(CollegeofComputerScienceandTechnology，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)AbstractFor

3、theproblemofenergyholeinthewirelesssensornetworks(WSN)，thispaperanalyzestherele-vantmodelsoftheWSNinwhichthenodesaredistributeduniformlyinaring．Basedontheanalysis，wetransformtheenergyholeproblemintotheproblemoffindingthemaximumenergyconsumptionofthenodeswiththelargesten-

4、ergyconsumptionofdifferentemissionradius．I1leobjectivefunctionwithdiscontinuous．an—derivableandmulti-peakscharacteristicsisdefined．Finally，thisoptimizationproblemissolvedusingthecompositeDE(CODE)algo—rithm．Thecorrectnessandfeasibilityofthismethodisverifiedbysimulationexp

5、eriment．Keywordsdifferentialevolution；wirelesssensornetwork；energyhole；optimization；objectivefunction无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)于数据转发量的估计，计算了不等级环的半径，以总体作为计算、通信和传感器技术相结合的产物，因其独有网络能量消耗最小为优化目标，提出了支持节点在数的特点和广阔的应用前景成为计算机科学领域一个活据传输中的权力轮转与数据转发策略，但在无法人为跃的研究分支。然而，在WSN中广泛存在

6、着“能量洞部署的无线传感器网络应用中，不等级能级环无线传问题”⋯，相关文献表明，当靠近sink节点能量消耗殆感器网络模型并不适用。尽产生能量空洞时，远离sink的节点的剩余能量高达本文在现有研究的基础上，针对无线传感器网络其初始能量的93％[23。目前，在WSN能量控制研究节点均匀分布环模型，分析了无线传感器能耗模型、无领域存在一些相关研究成果。例如：文献[3]进行了线传感器网络数据发送接收模型、无线传感器网络能能量洞定位算法研究，并提出了一种基于小波分析的量消耗模型。通过分析发现能量消耗控制问题本质上能量洞定位算法；文献[4]提出了采

7、用移动传感器的是最小化传感器网络中能量消耗最大节点所消耗的能方法修补混合无线传感器网络拓扑中的能量空洞，实量，因此需求解不同发射半径下能量消耗最大节点的现了最小化所有移动传感器的移动能量消耗和最大能能量消耗问题。通过分析发现，在每个给定的发射半量消耗两个目标的离线算法，但通过移动传感器的方径下，能量消耗函数呈现不连续、不可导、多峰值的特法解决能量空洞问题存在地理条件受到限制的问题。点，因此，难以采用解析法求解同一发射半径下的能耗文献[5]提出负载相似节点分布策略解决能量洞问最大值。由于差分进化(DifferentialEvolution

8、，DE)技题，即根据负载分布特性配置节点，负载重的区域配置术无需函数可导等特点即可求解，而DE在众多不同较多的节点，以平衡各区域节点的能量消耗，但文献的应用领域表现出良好的优化性能I9J。因此，文中[5]所