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基于ACO的WSN路由算法研究

作　者: 周东明
导　师: 何诚；傅明
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: WSN路由 ACO算法遗传算法 GA-ACO算法 NS-2
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
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内容摘要

WSN(Wireless Sensor Network)路由是WSN应用中很重要的一种技术,它关系到整个网络的稳定性和健壮性。利用蚂蚁算法(Ant Colony Optimization,ACO)进行路由是WSN中一种有效的路由方法,它体现出了比以往算法较大的优越性,比如可节省网络的能量,有效地延长整个网络的生命周期。近年来,学者们对利用ACO进行WSN路由进行了大量的研究和探讨,从网络位置、节省能量、拓扑结构等诸多方面都取得了长足的进展。本文围绕ACO算法及其改进的问题,来研究利用ACO算法进行的WSN路由。本文主要研究工作如下:(1)在阐述和总结基本蚁群算法的原理、数学模型和实现过程的基础上,对基本蚁群算法的最新研究作了分析。其次,对基本蚁群算法的性能和收敛性进行了理论分析,为后续工作奠定了基础。(2)提出了基于ACO的WSN路由改进算法。针对基本ACO算法中各节点能量消耗不均衡,出现局部最优路径的问题,提出了改进的ACO算法,来解决各节点能量消耗不均衡的问题,延长整个网络的生命周期,得出较优异的路径。通过对改进ACO算法的分析,对该算法进行了仿真。(3)提出了基于GA-ACO的WSN路由改进算法。通过介绍遗传算法的原理和运算流程,分析了该算法作为自适应全局概率搜索算法的优越性,并与ACO算法进行结合,提出了GA-ACO算法,并分析了其实现过程和收敛性。最后,利用该算法对WSN进行路由仿真,仿真结果证明了该算法的有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章引言  9-17
  1.1 本课题的研究背景及意义  9
  1.2 本课题研究领域的研究动态  9-14
  1.3 本文拟研究的主要内容  14-15
  1.4 本文的组织结构  15-17
第二章 WSN 路由及蚁群算法  17-33
  2.1 WSN 路由协议中几种算法思想概述  17-22
    2.1.1 平面路由  17-18
    2.1.2 层次路由  18-19
    2.1.3 地理位置路由  19-20
    2.1.4 可靠路由协议  20-22
  2.2 蚁群优化算法  22-30
    2.2.1 概述  22
    2.2.2 蚁群优化算法的一般理论  22-24
    2.2.3 基本蚁群算法  24-27
    2.2.4 基本蚁群算法的收敛性分析  27-30
  2.3 仿真工具NS  30-32
    2.3.1 NS 的功能模块  31
    2.3.2 NS 的软件构成  31
    2.3.3 使用NS 进行网络仿真的方法和一般过程  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章基于 ACO 的 WSN 路由改进算法  33-40
  3.1 基本ACO 算法分析  33-35
  3.2 算法的改进与优化  35-36
    3.2.1 改进与优化一  35
    3.2.2 改进与优化二  35-36
  3.3 算法流程图  36-38
  3.4 仿真结果与分析  38-39
  3.5 本章小结  39-40
第四章基于 GA-ACO 的 WSN 路由改进算法  40-50
  4.1 遗传算法  40-42
    4.1.1 遗传算法原理  40-41
    4.1.2 遗传算法流程图  41-42
  4.2 GA-ACO 算法  42-47
    4.2.1 引言  42
    4.2.2 GA-ACO 算法实现过程  42-45
    4.2.3 GA-ACO 算法收敛性分析  45-47
  4.3 仿真结果与分析  47-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章总结和展望  50-51
参考文献  51-55
致谢  55-56
附录A（攻读学位期间发表论文目录）  56

基于ACO的WSN路由算法研究

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