基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议改进

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1、独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离

2、校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：万方数据导师签名：日期：摘要摘要无线传感器网络是由大量微型传感器节点组成的无线自组织网络系统，网络中的节点通过相互协作将监测到的信息传送至基站进行处理。由于传感器节点的计算能力、存储能力以及自身的能量都十分有限，因此如何设计出高效、节能、符合应用要求的无线传感器网络路由协议，是一个

3、值得研究的课题。本文首先介绍了无线传感器网络的概念、体系结构、特点以及应用；其次对无线传感器网络路由协议进行详细叙述；之后回顾了蚁群算法，阐述了它在无线传感网络路由协议中的应用。在深入研究了无线传感器网络路由协议以及蚁群算法基本原理的基础上，针对目前基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议中并未考虑到通信链路的可靠性问题，导致这些路由协议不能很好地应用于实际网络中，且考虑到链路质量的优劣对节点通信效率以及网络能量利用率等均存在一定的影响，为此，本文提出了一种改进的基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议。在该协议中，通过将链路质量指示值归一化处理后作为链路的信道增益融入到蚁群算法的路

4、由选择机制当中，在概率选择下一跳时考虑信道增益，使得路由能够沿着链路质量好的路径把数据从源节点传送到汇聚节点，提高网络的可靠性，减少数据包的重传次数，从而减少网络的能量消耗。另外，通过把梯度、节点剩余能量引入到蚁群算法的信息素浓度形成当中，使得根据信息素浓度大小选择路径时，也考虑到了节点的跳数和当前能量，这样能够均衡网络的能量消耗，并延长网络的生命周期。最后，通过对该协议和基本蚁群算法路由协议进行模拟仿真对比，结果表明，改进后的协议在网络可靠性、能量有效性以及延长网络生命周期等方面都具有良好的性能。关键词：无线传感器网络；蚁群算法；路由协议；链路质量；信道增益-I-万方数据A

5、bstractAbstractWirelesssensornetworkistheself-organizingsystemwhichiscomposedofalargenumberofmicro-sensornodes.Thenodesinthenetworksenttheinformationtheyhavemonitoredtothebasestationforprocessingthroughmutualcooperation.Sincethecomputingpower,storagecapacityandenergyofthesensornodesareveryl

6、imited,howtodesigntheroutingprotocol,whichishighlyefficient,energysaving,inlinewithapplicationrequirements,isaworthystudyingsubject.Theconceptofwirelesssensornetworks,systemstructure,characteristicsandapplicationsarefirstintroducedinthethesis.Theapplicationofantcolonyalgorithmareelaboratedf

7、ollowingdescribingthewirelesssensornetworkroutingprotocolsindetail.Inthisthesiswedeeplystudythewirelesssensornetworkroutingproblemsandthebasicprincipleofantcolonyalgorithm,andanimprovedantcolonyalgorithm-basedroutingprotocolforwirelesssensornetworkisprop