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    重庆时时彩必赢法: 一种基于改进和声搜索算法的无线传感器网络路由方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410097200.3

    申请日:

    2014.03.17

    公开号:

    CN103916927A

    公开日:

    2014.07.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04W 40/04申请日:20140317|||公开
    IPC分类号: H04W40/04(2009.01)I; G06F17/10 主分类号: H04W40/04
    申请人: 华中科技大学
    发明人: 董燕; 曾冰
    地址: 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
    优先权:
    专利代理机构: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 梁鹏
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410097200.3

    授权公告号:

    103916927B||||||

    法律状态公告日:

    2017.06.13|||2014.08.06|||2014.07.09

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提出了一种基于改进和声搜索算法的无线传感器网络路由方法,包括以下步骤:Step1、初始化算法相关参数HMS、HMCR、PAR以及评价次数eval_Nomax;Step2、利用轮盘赌初始化和声记忆库HM;Step3、评价和声库中各和声路径的适应度;Step4、设置eval_No=0;Step5、设置i=0;Step6、产生候选和声;Step7、eval_No++,若eval_No<eval_Nomax,执行Step8;否则执行Step11;Step8、对和声库中的第i条和声Xi={s,x2,…xj,…,d},进行邻域搜索;Step9、eval_No++,若eval_No<eval_Nomax,执行Step10;否则执行Step11;Step10、i++,若i<HMS,执行Step6;否则执行Step5;Step11、记录和声记忆库中的最优和声路径。本发明的路由方法具有较高的能效,并且能够有效地延长整个网络的生命周期。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于改进和声搜索算法的无线传感器网络路由方法,包括以下步骤:
    Step1、初始化相关参数HMS以及评价次数eval_Nomax;
    Step2、利用轮盘赌初始化和声记忆库HM;
    Step3、计算和声库中各和声(路径)的适应度f(π);
    Step4、设置eval_No=0;
    Step5、设置i=0;
    Step6、产生候选和声并更新和声记忆库;
    Step7、eval_No++,若eval_No<eval_Nomax,执行Step8;否则执行Step11;
    Step8、对和声库中的第i条和声Xi={s,x2,…,xj,…,d}进行邻域搜索;
    Step9、eval_No++,若eval_No<eval_Nomax,执行Step10;否则执行Step11;
    Step10、i++,若i<HMS,执行Step6;否则执行Step5;
    Step11、记录和声记忆库中的最优和声路径。

    2.  根据权利要求1所述的方法,所述Step2中,节点i通信范围内的节点j的选择概率P(i,j)如下:
    P(i,j)=Σk∈allowedi(hopk/hopmax+1/Ek)-(hopj/hopmax+1/Ej)(No(allowedi)-1)*Σk∈allowedi(hopk/hopmax+1/Ek)if(j∈allowedi),0otherwise.]]>
    式中,hopj表示节点j的跳数,hopk表示节点k的跳数,hopmax表示所有节点中的跳数最大的节点的跳数,Ej表示节点j的剩余能量,Ek表示节点k的剩余能量,allowedi表示可以成为节点i的下一跳的节点集合,No(allowedi)表示集合allowedi的元素数量。

    3.  根据权利要求1所述的方法,所述Step6中,所述候选和声,其中:
    xj&LeftArrow;xrand(i),jif(P1<HMCR)&&Neib(xj-1){x1,j,x2,j,...,xHMS,j}&NotEqual;?,xj&Element;Neib(xj-1)otherwise.]]>
    式中,s代表源节点编号,d代表汇聚节点编号,表示在节点的通信范围内节点的集合,{x1,j,x2,j,…,xHMS,j}表示和声库的第j列,P1为0到1之间的随机数,HMCR为选择概率,xrand(i),j表示在HM的第j列分量中随机选择一个分量,表示在节点的通信范围内随机选择一个节点。

    4.  根据权利要求3所述的方法,所述Step6中:
    当随机数P1小于和声搜索算法的选择概率HMCR时,候选和声的下一跳从和声记忆 库中选择;否则,随机从当前节点的通信范围内选择未到达过的节点作为下一跳;
    如果下一跳节点取自和声记忆库,则判断取是否需要调整:当随机数P2小于调整概率PAR时,对取自和声库中的音调进行调整,随机从当前节点的通信范围内选择未到达过的节点替换掉被选择的节点作为下一跳,否则,保持被选择的节点做为下一跳;直到到达汇聚节点,其中,P2为0到1之间的随机数。

    5.  根据权利要求4所述的方法,所述对取自和声库中的音调进行调整具体为:
    xj&LeftArrow;xj&Element;Neib(xj-1)if(P2<PAR),xjotheerwise.]]>

    6.  根据权利要求1所述的方法,所述Step6包括:
    Step6.1、计算候选和声的适应度值f(π);
    Step6.2、将候选和声与HM中最差的和声进行比较,如果优于该最差和声,则将该最差和声替换出和声记忆库。

    7.  根据权利要求1所述的方法,Step8中,通过随机选择路径中的节点,在被选节点的上一跳和下一跳的通信范围交集内随机选择一个未到达过的节点将被选节点替换,从而完成邻域搜索。

    8.  根据权利要求1所述的方法,Step8具体包括:
    Step8.1、计算邻域搜索得到的和声的适应度值f(π);
    Step8.2、将邻域搜索得到的和声与进行邻域搜索之前的和声进行比较,如果优于之前的和声,则将之前的和声替换出和声记忆库。

    9.  根据权利要求1所述的方法,其中,和声记忆库中的每条和声的首尾元素分别是源节点和汇聚节点,和声记忆库HM如下:
    HM=X1X2&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;Xi&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;XHMS=s&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;x1,j&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;ds&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;x2,j&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;d&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;s&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;xi,j&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;d&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;s&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;xHMS,j&CenterDot;&CenterDot;&CenterDot;d]]>
    式中,s代表源节点编号,d代表汇聚节点编号,xi,j表示其它传感器节点编号。

    10.  根据权利要求1所述的方法,所述适应度函数模型为:
    f(π)=2*(L-1)*Eelec*k+Eamp*k*Σi=1L-1di,i+12EMin*EAvg,]]>
    式中,L为路径的长度,Eelec为传输和接受的单元能耗,Eamp为传输放大的单元能耗, k为源节点发送的数据包大小,di,i+1表示第i个节点和第i+1个节点之间的距离,EMin表示路径中剩余能量最少的节点的剩余能量,EAvg表示路径中所有节点的平均剩余能量。

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    一种 基于 改进 和声 搜索 算法 无线 传感器 网络 路由 方法
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