[发明专利]基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定无线传感网络路由的方法，特别涉及一种基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法。

背景技术

在网络路由中引进蚁群算法是1997年DORIGO针对数据网提出的Antnet。它用模拟蚂蚁沿最短路径寻找食物的方式进行路由选择，并取得了良好的效果。但在无线传感器网络中，引入蚁群算法将面临诸多难题。首先，Antnet涉及的参数多，计算量大，这对无线传感器节点的有限资源无疑是不切实际的；其二，容易造成部分节点过早死亡，使网络生命周期大为缩短。如何将蚁群算法有效引入无线传感网络以提高网络的传输能力和生命周期，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法，以适用于对能量和实时性要求很高，而网络节点又很多的基于MESH结构的无线传感器网络。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法，包括步骤：1)无线传感网络的源节点将自身的数据流量、传输时延和能量状态信息加载在前进蚂蚁上，使所述前进蚂蚁从无线传感网络的源节点向目的节点前进；2)所述前进蚂蚁由源节点向目的节点前进路径上所到的每一节点，都将自身的数据流量、传输时延和能量状态信息加载在所述前进蚂蚁上，直到所述前进蚂蚁到达目的节点；3)当所述前进蚂蚁到达目的节点后，目的节点将所述前进蚂蚁搜集的其前进路径上各节点及自身的能量、时延、数据流量信息加载在返回蚂蚁上，并使返回蚂蚁按照前进蚂蚁的前进路经由目的节点向源节点返回；以及4)在返回途中，返回蚂蚁每达到一节点时，该节点按照能量和时延蚁群算法更新包含自身与相邻各节点的能量消耗和传输时延的信息素值表，以便供后续到达自身的数据包或蚂蚁确定行进路由路径。

综上所述，本发明的基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法根据能量损耗和时延来更新各节点的信息素表，仿真结果表明其在能量效率、传输实时性和网络自适应性上都要优于现有基于PEGASIS和LEACH的方法。

附图说明

图1为本发明的基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法的流程示意图。

图2为本发明的方法仿真于一个含有50个节点的无线传感网络的网络拓扑结构示意图。

图3为本发明的基于E&DANTS的方法仿真于图2所示的无线传感网络后所形成的网络通信结构。

图4为本发明的基于E&D ANTS的方法仿真于图2所示的无线传感网络后的自适应示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的基于能量和时延蚁群算法来确定无线传感网络路由的方法至少包括以下步骤：

首先，无线传感网络的源节点(即节点S)将自身的数据流量、传输时延和能量状态信息等加载在前进蚂蚁(即F_k)上，使所述前进蚂蚁F_k从无线传感网络的源节点S向目的节点(即节点d)前进。

接着，所述前进蚂蚁F_k由源节点S向目的节点d前进路径上所到的每一节点(如i₁……i_k)，都将自身的数据流量、传输时延和能量状态信息等加载在所述前进蚂蚁上，直到所述前进蚂蚁F_k到达目的节点d。

接着，当所述前进蚂蚁F_k到达目的节点d后，目的节点d将所述前进蚂蚁F_k搜集的其前进路径上各节点(即源节点S、节点i₁……节点i_k)、及自身(即目的节点d)的能量、时延、数据流量信息加载在返回蚂蚁B_k上，并使返回蚂蚁B_k按照前进蚂蚁F_k的前进路经(即源节点S、节点i₁……节点i_k、目的节点d)由目的节点向源节点(即目的节点d、节点i₁……节点i_k、源节点S)返回。