无线多媒体传感器网络能量均衡的QoS路由算法.pdf

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1、122传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第4期无线多媒体传感器网络能量均衡的QoS路由算法杨冰，邓曙光，文双春(1．湖南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410082：2．湖南城市学院通信与电子工程学院，湖南益阳413000)摘要：为保障能量受限的无线多媒体传感器网络(WMSNs)多服务质量(QoS)需求，提出了一种能量均衡的QoS路由(EBQR)算法。该算法通过蚁群优化将网络带宽、时延、丢包率和能量等因素作为目标函数，并根据函数值大小动态调整蚁群信息素的挥发系数和浓度增

2、量，提供网络业务中满足不同QoS需求的最优路径。仿真结果表明：与AntWMSNs算法和ASAR算法相比，EBQR算法平均端到端时延降低了l6％，丢包率减少22％，生命周期延长了近50％，有效实现了网络中节点能耗的均衡性。关键词：无线多媒体传感器网络；能量均衡；服务质量路由；蚁群算法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)04-0122-03Energy-balancedQoSroutingalgorithmsforWMSNsYANGBing，DENGShu—guang，WENShuang．chun(1．C

3、ollegeofInformationScienceandEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2．SchoolofCommunicationandElectronicEn#neering，HunanCityUniversity，Y~ang413000，China)Abstract：Toguaranteedemandofenergy—constrainedwirelessmultimediasensornetworks(WMSNs)multi—QoS，akindofenergy—ba

4、lancedQoSrouting(EBQR)algorithmisproposed．Thealgorithmthroughantcolonyoptimizationtomakethenetworkbandwidth，timedelay，packetlossrateandenergyasobjectivefunction，andaccordingtofunctionvaluesizedynamicallyadjustvolatilitycoeficientanddensityincrementsofantcolonyinformationele

5、ment，providetheoptimalpathtomeetdifferentQoSneedsinnetworkbusinesses．Simulationresuhsshowthat，comparewiththeAntWMSNsalgorithmandtheASARalgorithm，averageend—to—endtimedelayofEBQRalgorithmisreduced16％，thepacketlossrateisreduced22％，thelifecyclelengthenednearly50％，effectivelyre

6、alizeequilibriumofnodeenergyconsumptioninthenetwork．Keywords：wirelessmultimediasensornetworks(WMSNs)；energy—balanced；qualityofserivce(QoS)routing；antcolonyalgorithm0引言WMSNs的QoS要求，包括可用性、吞吐量、时延、时延抖动、随着传感器技术和无线通信技术的不断发展，无线传丢包率、能耗等参数’。感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)以其自组织、低针对W

7、MSNs的特点，国内外对QoS路由问题开展了成本等特点被广泛应用于社会各种活动中”。监测环境大量研究，这些研究主要集中在实时性、可靠性或能量日趋复杂多变，对监测数据的要求越来越高，为了实现细粒约束等方面。例如：文献[8]提出了一种基于能量感知的度、精准信息的监测，人们将具有音频、视频、图像等多媒体可靠路由机制，充分考虑节点的剩余能量和路径的可靠性，信息感知功能的新型传感器节点引入到传感器网络选择相应的路径，从而提高可靠性和降低能耗；文献[9]提中l4J，由此催生了无线多媒体传感器网络(wirelessmuhi—出了一种保证实时性的路由协议，通

8、过考虑转播速率和剩mediasensornetworks，WMSNs)。网络服务质量(qualityof余能量来降低平均时延和延长网络生命周期；文献[10]提ser