基于蚁群-遗传的无线传感器网络路由算法.pdf

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1、万方数据第36卷第7期209年7月湖南大学学报(自然科学版)JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)v01．36．No．7Jul．209文章编号：1674—2974{2009}07—0046．06基于蚁群一遗传的无线传感器网络路由算法+陈延军’，潘泉，耶刚强，梁彦(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：提出了一种基于蚁群一遗传的无线传感器网络路由算法．通过有限寿命的蚂蚁在源节点与目的节点之间的运动获取多个备选路径，然后把每一个备选路径视为一个基因序列，通过选择、交叉和变异操作获得路径的

2、优化，并适时进行路由维护．仿真结果表明，本算法减少了能耗，延长了网络生存时间，提高了网络的可靠性和自适应性．关键词：无线传感器网络；路由；蚁群算法；蚁群一遗传算法中图分类号：TP393文献标识码：AAntColony—geneticRoutingAlgorithmforWirelessSensorNetworksC砸NYan—jun‘’，R州Quan，YEGang—qiang，LIj埘GYan(CollegeofAutomation-NorthwesternPolytechnicalUniv。XianShanxi710072-China)A

3、bstract：AnantColony-GeneticRoutingAlgorithm(ACGRA)WaSproposedforroutingoptimizationde．sign，inwhichthecommunicationmessagessentbynodesforsearchingtheoptimalrouteweretreatedasantswithlimitedlife—span．Throughtheants’movementbackandforthamongsourcenodesandsinknodes，mul．tipleca

4、ndidatemutingpathscouldbeobtained．EachcandidatepathWSSthenconsideredasagenesequence．andthroughtheselection，crossoverandmutationoperationsonthem，theoptimalroutingpathWaSdeterminedatsinknode．Simulationresultshaveshownthatenergycostissavedbyover21％．thelire-spanisincreasedbyar

5、ound16％andthereliabilityandadaptationofthenetworkarealsoimproved．Keywords：wirelesssensornetworks；routing；antcolonyalgorithm；antcolony—geneticalgorithm无线传感器网络¨J是由大量具有信息感知，数据处理和无线通讯能力的传感器构成的无线自组织网络．降低能耗是无线传感器网络的核心问题，由于数据传输消耗能量较多，因此高效的路由算法对于节省能耗至关重要．文[2]提出了一种以数据为中心的路由协议(Direc

6、tedDiffusion，DD)，这是一个基于数据的、查询驱动的路由协议，该协议采用多路径数据传输和数据聚和的方法，提高了数据传输的可靠性，减少了通信量．LEACH[3J为一种基于聚类的路由协议，它把整个网络分成多个簇，通过簇首收集和传输信息，并不断地进行簇首选择来降低能耗．文[4]提出了一个提供软实时端到端速率保证、网络拥塞控制及负载均衡的QoS路由协议，该协议要求每个节点维护其邻居信息，以便寻找最优路径，从而确保每个报文分组能以指定速度转发给汇聚节点．鉴于群体智能算法强大的优化能力，一些学者提出了基于智能的路由算法，它通过个体之间的协作

7、，以分布式计算来完成全局优化，所以适于大规模传感器网络．文[5]提出了一种针对斯坦纳树的蚁群算法，该算法可被移植到wSN路由中．然而，并没有针对WSN的特定需求做出相应改变，而且没有考虑对于WSN性能至关重要的能耗问题；Zhang等人在文[6]中研究了3种不同的基于蚂蚁的WSN算法，但是，作者仅仅关注信息素初始分布的建立，-收稿日期：2008—12-02基金项目：闰家自然科学基金资助项目(60634030)作者简介：陈延军(1977一)，男，河南焦作人，西北工业大学博士研究生十通讯联系人，E—maihchenyanjun@mail．nwpu

8、．edu．ell万方数据第7期陈延军等：基于蚁群一遗传的无线传感器网络路由算法47在系统启动效率方面具有一定的优势．Ka&sabalidis提出了AntNet[7J算法，通过前向