基于QEA优化的WSNs簇间路由策略.pdf

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1、54传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第2期基于QEA优化的WSNs簇间路由策略余成波，赵西超，杨佳，田引黎，晏绍奎，代琪怡(重庆理工大学远程测试与控制技术研究所，重庆400054)摘要：无线传感器网络(WSNs)路由协议中采用多跳通信方式在一定程度上解决了单跳方式下簇头节点过早失能的问题，增强了网络通信的稳定性，提高网络能量的利用效率。但多跳方式使距离基站较近的簇头节点由于承担了大量数据转发任务，从而造成其过早死亡，出现网络空洞，缩短了生存周期。针对以上问题，提出基于量子进化算法(QEA

2、)优化的分簇路由策略，通过QEA的多样性、快速收敛性、全局搜索能力强等特点，进行簇间路由的优化，从而有效均衡了簇头节点问的能耗。仿真结果表明：与经典LEACH协议和EEUC协议相比，基于QEA优化的簇问路由策略可以有效均衡簇头节点间能耗，延长网络生存周期。关键词：量子进化算法；无线传感器网络；能量均衡中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)02-0054--03WSNsroutingstrategybetweenclustersbasedonQEAoptimizationYUCheng—bo，ZHAOXi-chao，YANGJ

3、ia，TIANYin-li，YANShao—kui，DAIQi—yi(RemoteTestandControlInstitute，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Byusingmulti—hopcommunicationmode，wirelesssensornetworks(WSNs)routingprotocol，toacertainextent，solvestheproblemofprematuredisabilityofclusterheadnodesatsing

4、le—hopmode，enhancesthestabilityofnetworkcommunication，andimprovesenergyefficiencyofthenetwork．However，bythemulti—hopmode，clusterheadnodesclosetobasestationworkonalotofdataforwarding，leadingtotheirprematuredeath，networkempty，shorteningthelifecycle．Aimingatthisproblem，proposesoptimized

5、clusteringroutingstrategybasedonquantumevolutionaryalgorithm(QEA)，throughdiversitiesofQEA，rapidconvergence，globalsearchability，andSOon，soastooptimizesinter—clusterrouting，furthermorebalanceseffectivelytheenergyconsumptionamongclusterheadnodes．Simulationresultsshowthatcomparedwithclas

6、sicLEACHandEEUCprotocol，optimizedclusteringroutingstrategybasedonQEAcanbalancetheclusterheadnodeenergyconsumptionandprolongthenetworklifetimeeffectively．Keywords：quantumevolutionaryalgorithm(QEA)；wirelesssensornetworks(WSNs)；energybalance0引言题。因此，合理选择跳数和跳选簇头，可以均衡簇头节点能无线传感器网络(wirelesss

7、ensornetworks，WSNs)由于量，避免“热点”问题，延长网络生存周期。节点能量有限且无法补充，因此，如何高效率地利用传感器量子进化算法(quantumevolutionaryalgorithm，QEA)节点的能量是WSNs中一个重要问题。传统的单跳通信容是由量子理论和进化算法(EA)不断融合而发展出来的一易造成节点过早死亡，出现“局部空洞”，缩短网络生存周种新型优化算法，它基于量子计算的概念和理论，采用量子期等问题；多跳通信方式可减少通信距离，增强网络的稳定比特编码染色体，使一个染色体可以表示多个状态的信息；性并提高节点能量利用效率，延长网络生存周期

8、，还能满足同时利用量子门