2型模糊逻辑与蚁群优化驱动的WSN均衡路由协议

1 下载量 173 浏览量 更新于2024-07-15 收藏 1.31MB PDF 举报
本文主要探讨的是无线传感器网络(WSN)中的路由优化问题,特别是在考虑网络负载均衡和延长网络使用寿命方面的挑战。针对这一问题,研究人员提出了一个名为CRT2FLACO的基于2型模糊逻辑(Type-2 Fuzzy Logic)和蚁群优化(Ant Colony Optimization, ACO)的WSN集群路由协议。 在研究中,2型Mamdani模糊逻辑系统(T2MFLS)起到了关键作用。T2MFLS被设计用来处理WSN中复杂多变的不确定性,如节点的剩余能量、邻居数量以及节点到基站(BS)的距离等。这三个因素作为输入,通过T2MFLS的处理,确定每个节点成为候选簇头(Cluster Head, CH)的概率以及CH的竞争半径。这个过程旨在找到最优的CH,确保网络负载均衡,减少通信压力。 在集群建立阶段,通过T2MFLS的选择机制,能够动态地选择具有适宜能力和资源的节点作为CH,有效防止过早耗尽能源的节点成为负担。这有助于在网络生命周期早期就开始实施负载均衡策略,提高整体效率。 进入稳态阶段后,所有CH通过蚁群算法形成一个链状结构,每个CH将数据包沿着这条链传递给最终的领导者,也就是负责将数据包进一步转发给BS的CH。这种分层次的数据传输方式不仅减少了数据包在单个节点间的传输次数,降低了传输能耗,还使得数据路径更加高效,从而显著延长了WSN的使用寿命。 通过仿真结果,研究者证明了CRT2FLACO协议的有效性。它不仅在理论上解决了WSN的负载均衡问题,而且在实际应用中也展示了优秀的性能,是当前无线传感器网络中一个值得重视的路由优化解决方案。这项工作对于提升无线传感器网络的可靠性和效率,特别是在资源受限和环境不确定的环境中,具有重要的理论和实践价值。