基于人工蜂群算法的節(jié)能分簇協(xié)議

【摘要】：在當今社會,隨著移動計算和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)通信被越來越多的應(yīng)用到了移動設(shè)備之間,比如移動學(xué)習(xí)、移動自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)等等,極大的方便了人們的生活,提升了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。 但是,對于這些電池驅(qū)動的設(shè)備比如智能手機,平板電腦和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點而言,能量消耗是網(wǎng)絡(luò)通信中不得不考慮的一個重要指標,直接影響了移動設(shè)備的通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)壽命。特別是隨著近些年來,移動設(shè)備的屏幕尺寸、CPU處理速度、存儲和通信能力在逐年提高,但電池電量的發(fā)展速度卻異常緩慢,成為移動設(shè)備在能量密集型網(wǎng)絡(luò)場景應(yīng)用的瓶頸,一定程度上降低了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所帶來的用戶體驗。 本文主要針對由能量有限的移動設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景,提出了一個生物啟發(fā)式的節(jié)能網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)議,協(xié)議主要包括三個部分：首先是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中移動節(jié)點的分布情況和移動速度,初步估計出當前網(wǎng)絡(luò)拓撲下應(yīng)該劃分的簇的個數(shù)；其次,在考慮移動應(yīng)用場景特有的一些因素比如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的移動速度、節(jié)點的通信半徑和到服務(wù)器之間的通信距離等因素下,根據(jù)人工蜂群算法和估計出的簇數(shù)目,選擇出最優(yōu)的簇頭以使得網(wǎng)絡(luò)中孤立節(jié)點數(shù)目最少；為了防止分簇之后由于節(jié)點移動或簇頭能量耗盡而導(dǎo)致的簇結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,所提出的節(jié)能分簇協(xié)議還包括兩個具體的簇維護機制,最大限度地維護簇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 本文還針對所提出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能分簇協(xié)議在多個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景、多種不同的實驗條件下進行了仿真實驗,性能評估結(jié)果表明該分簇協(xié)議能夠在網(wǎng)絡(luò)通信當中有效的節(jié)省單個節(jié)點的通信能耗,并通過平衡所有節(jié)點的能量消耗來延長網(wǎng)絡(luò)總體的服務(wù)時間,從而提高移動設(shè)備在能量密集型應(yīng)用中的表現(xiàn),給用戶帶來良好的使用體驗。 【關(guān)鍵詞】：節(jié)能 分簇 人工蜂群算法 移動學(xué)習(xí)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14-17
• 1.3.1 研究目標14-15
• 1.3.2 研究思路15
• 1.3.3 本文主要貢獻15-16
• 1.3.4 全文組織結(jié)構(gòu)16-17
• 2 人工蜂群算法17-23
• 2.1 群智能理論概述17-18
• 2.2 采蜜行為建模18-20
• 2.3 人工蜂群算法流程20-23
• 3 基于ABC的節(jié)能分簇協(xié)議23-39
• 3.1 引言23-24
• 3.2 分簇問題建模24-26
• 3.3 EBDABC分簇協(xié)議26-32
• 3.3.1 協(xié)議總體流程26-28
• 3.3.2 確定簇頭個數(shù)28-30
• 3.3.3 簇頭選擇30-32
• 3.4 協(xié)議性能評估32-39
• 3.4.1 實驗場景描述32-33
• 3.4.2 評估簇頭個數(shù)確定33-34
• 3.4.3 評估簇頭選擇34-39
• 4 分簇協(xié)議的改進與性能評估39-55
• 4.1 EBABC協(xié)議的不足39-40
• 4.2 簇維護機制40-43
• 4.2.1 簇頭轉(zhuǎn)換機制40-41
• 4.2.2 成員轉(zhuǎn)換機制41-42
• 4.2.3 節(jié)點移動性管理42-43
• 4.3 協(xié)議性能評估43-55
• 4.3.1 實驗場景設(shè)置43-44
• 4.3.2 評估簇頭數(shù)目估計44-45
• 4.3.3 同構(gòu)節(jié)點中簇頭選擇45-51
• 4.3.4 異構(gòu)節(jié)點中簇頭選擇51-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況60-61
• 致謝61-62

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