基于蚁群算法的wsn路由算法研究

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1、重庆理工大学硕士学位论文基于蚁群算法的WSN路由算法研究姓名：李洪兵申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：余成波2011-05-31摘要摘要无线传感器网络（WSN）是目前研究的一个热点。路由协议是无线传感器自组网中的一个核心环节，负责寻找源节点和目的节点间的优化路径并沿此优化路径正确转发数据包。因网络节点能量有限、动态拓扑结构和数据融合处理等特征，对WSN路由协议的设计提出了新的问题和挑战，这对路由协议设计提出了更高的要求。针对WSN特点，为实现网络能耗均衡，提高网络故障容错性，最大化网络寿命，在分析经典路由协议基础上，引入蚁群的自组织、自适应、动态并行搜索寻优

2、和正反馈等特点，采用基于目标函数值的启发式信息素分配策略，通过智力有限的单个蚂蚁协同工作，发挥群体智能优势，开展了基于蚁群算法的仿血管路径的WSN路由算法研究。本课题首先研究人体血管路径特性及与WSN的属性关联，探求对构建WSN仿 血管路由的启示，研究基于改进蚁群算法的最大最小蚂蚁系统（BWAS）的动态分簇 和静态分簇模式，探讨了BWAS算法在分簇中的收敛性。在基于改进粒子群聚类的WSN能量均衡分簇策略的基础上，提出了基于改进蚁群算法的WSN仿血管路由算法。首先将网络节点分区域等级标定并以不同概率值进行静态分簇，运用改进的蚁群算法BWAS生成节点路径，以路径信息素值作为传

3、输路径的选择概率，建立具有多条传输路径并选择最高概率路径进行数据传输的仿血管拓扑结构路由。通过仿真分析，此路由算法避免了因节点或链路故障导致数据的延迟或丢失，提高了网络故障容错性和传输稳定性，促进了网络能耗均衡，最大化网络寿命。仿血管路由研究具有一定的创新性和研究意义。关键词：WSN，蚁群算法，路由协议，血管路径，等级分簇，BWAS算法IABSTRACTABSTRACTWirelesssensornetwork（WSN）isahotspotinpresentresearchfield.Routingprotocolisthecore inwirelesssensornet

4、working.Itaimstofindtheoptimalpathbetweenthesourcenodesandthe destinationnodes,andtransmitthedatapacketscorrectlyalongtheoptimalpath.Duetotheinstinct featuresofthenetworknodes,suchaslimitedenergy,dynamictopologyanddatafusion,new challengesandproblemsareposedforthedesignofroutingprotocolin

5、wirelesssensornetwork.So higherrequirementsoftheroutingprotocolsdesignareproposed.Inordertobalancetheenergyconsumption,improvethefaulttoleranceandmaximizethelifetime ofthenetwork,basedontheanalyzeofclassicroutingprotocols,someantcolonymethodsare introducedtothedesignofroutingprotocolsbeca

6、useoftheircharacteristics,includingself-organizing, self-adaptive,dynamicparalleloptimizationsearchingandpositivefeedback.Itadoptsheuristic pheromoneallocationstrategyaccordingtotheobjectivefunction.Ittakesadvantagesinswarm intelligencesthroughthecooperationofmanysinglelimitedintelligenta

7、ntstocarryouttherouting algorithmsearchedbyimitatingvascularpathbasedonantcolonyalgorithm.Inthiswork,westudiedthefeaturesofthehumanbloodvesselsandrelatednesswiththewireless sensornetworktoexploretheenlightenmentofbuildingvascularroute,andthenwestudiedthe dynamicclus