基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法研究

论文摘要

无线传感器网络(WSN)是计算机科学技术中一个新的研究领域,它融合了传感器技术、嵌入式技术和网络通信技术等当今众多热门技术,具有十分广阔的应用前景。由于传感器节点的电池能量有限,因此无线传感器网络的路由设计应有效的利用能量,以延长网络的生命周期。本文针对LEACH算法中簇头分配不均以及簇头与Sink节点直接通信的问题,提出了一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法。该算法根据节点能量选举簇头,并利用蚁群算法简单易于实现、支持多路径的特点,通过各相邻簇头节点间相互交换各自的距离和剩余能量值信息,从而在整个网络中建立与更新簇头间的信息素浓度,然后根据信息素浓度计算各相邻簇头被选择作为下一跳的概率,形成簇间路由。最后,本文利用NS2仿真工具对该算法进行了仿真。仿真结果表明,与LEACH算法相比,该算法在能量消耗与延长网络生存周期等方面具有更好的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.2.1 现状
• 1.2.2 关键技术
• 1.3 研究目的
• 1.4 研究工作及论文的主要内容
• 第二章 无线传感器网络概述
• 2.1 无线传感器网络概念
• 2.2 无线传感器网络体系结构
• 2.2.1 无线传感器网络结构
• 2.2.2 传感器节点结构
• 2.2.3 Sink节点结构
• 2.2.4 无线传感器网络协议体系结构
• 2.3 无线传感器网络特点及应用
• 2.3.1 无线传感器网络特点
• 2.3.2 无线传感器网络应用
• 第三章 无线传感器网络路由协议研究
• 3.1 引言
• 3.2 路由协议分类
• 3.3 无线传感器网络平面路由协议
• 3.4 无线传感器网络分层路由协议
• 3.5 无线传感器网络路由协议比较
• 3.6 问题描述
• 第四章 蚁群算法描述
• 4.1 蚁群算法基本原理
• 4.2 蚁群算法机理分析
• 4.3 蚁群算法的特点
• 4.4 蚁群算法应用于无线传感器网络路由算法的优势
• 第五章 基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法实现
• 5.1 引言
• 5.2 基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法物理基础
• 5.2.1 信道模型和无线电传输能源损耗模型
• 5.2.2 假定条件
• 5.3 算法基本思想
• 5.4 基于蚁群的无线传感器路由算法实现
• 5.4.1 初始化
• 5.4.2 簇的建立
• 5.4.3 簇间路由
• 5.4.4 路由维护
• 第六章 算法的仿真实现和性能分析
• 6.1 NS2 仿真环境
• 6.1.1 NS2 网络仿真系统
• 6.1.2 NS2 网络仿真结构
• 6.1.3 NS2 网络仿真过程
• 6.2 NS2 仿真实验
• 6.2.1 场景设置
• 6.2.2 仿真参数及数据收集
• 6.3 性能评价
• 6.3.1 评价标准
• 6.3.2 结果分析
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果