[发明专利]一种基于免疫克隆选择的无线传感器网络路由优化方法

权利要求书

1.一种基于免疫克隆选择的无线传感器网络路由优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立能耗模型，在first order射频模型的基础上建立多跳通信的能量消耗模型；

建立虚拟组播树，将源节点与所有组播节点的通信路由视为一颗组播树，在满足约束条件下，能量消耗值最小的组播树即为最优路径；

生成抗体，将每棵组播树作为免疫系统中的一个抗体，组播树中源节点到组播节点的一条路由为抗体的一个基因；

优化节点数量，确定通信节点的最佳数量；

生成路由算法，组播树中源节点首先广播一个路由请求信息给其邻域节点，邻域节点收到请求信息后，记录请求包经过该节点，一方面与组播源节点建立路由通路，另一方面继续广播该请求信息给其邻域节点，建立与之相应的路由通路，依此类推，直至到达组播节点，通过遍历所有组播节点，建立组播源节点与所有组播节点之间的通达路由备选路径集；

所述约束条件为：

(1)邻域节点的距离；

(2)邻域节点的剩余能量；

(3)到达目的节点的跳数；

其中，邻域节点的距离所代表的约束因子，F₁为：

$F_1=\frac{R-d(u,v)}{R}$

R为节点的邻域半径，为两个节点能够通信的最大距离，节点u与邻域节点v之间的距离为d(u,v)；

在满足F₁>0的条件下，取邻域节点的剩余能量较大且到达目的节点的跳数较少的组播树为满足约束条件的组播树。

2.根据权利要求1所述一种基于免疫克隆选择的无线传感器网络路由优化方法，其特征在于：所述多跳通信的能量消耗模型为：

$Ab=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\Σ}}{P}_i(u_i,v_i)$

其中，u_i,v_i为无线传感器网络中的通信节点，N为通信所需的跳数，Pi(u_i,v_i)为节点u_i与v_i节点通信所消耗的能量，Ab为此多跳通信所消耗的总能量。

3.根据权利要求1所述一种基于免疫克隆选择的无线传感器网络路由优化方法，其特征在于：所述组播树中的源节点为汇聚节点，组播节点为监测区域的传感节点。

4.根据权利要求1所述一种基于免疫克隆选择的无线传感器网络路由优化方法，其特征在于，所述抗体用如下规则来表示：

Ab＝{sink→CN₁,sink→CN₁→CN₂,sink→CN₁→MN→CN₃,sink→CN₁→MN→CN₄}

其中，sink为汇聚节点，CN_i为传感节点，MN为中转节点。