QACO-LEACH-U: 节点休眠策略的水下无线传感器网络路由算法

"一种节点休眠水下无线传感器网络路由算法" 在无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）的应用领域中，水下无线传感器网络（Underwater Wireless Sensor Networks, UWSNs）由于其独特的环境特性，如高损耗、低传输速率以及网络生命周期短等问题，面临着特别的挑战。这篇由杨佳、顾耀华、许强和刘晓丽共同发表的研究文章，主要关注如何解决UWSNs的网络覆盖和生命周期问题。他们提出了一种新的节点休眠策略结合量子蚁群优化（Quantum Ant Colony Optimization, QACO）的LEACH-U（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy - Underwater）分簇路由算法。 首先，为了延长网络生命周期并保持良好的网络覆盖率，该算法在簇头选举阶段引入了节点休眠机制。在节点分布相对密集的区域，选择冗余度较高的节点进入休眠状态，这样可以有效减少能量消耗。同时，为应对节点可能的死亡情况，算法设计了一个智能的唤醒策略，当检测到有节点失效时，会唤醒附近的休眠节点，以确保网络覆盖不被严重削弱。 其次，路由阶段是算法的关键部分。作者利用量子蚁群优化算法来寻找最佳的数据传输路径。量子蚁群算法是一种结合了量子计算和传统蚁群优化的全局搜索算法，能够有效地探索复杂的路由空间，找到能量效率高的路径，从而降低能量消耗，提高数据包的传输成功率。 通过仿真对比，该算法与传统的NULCPR（Null Clustering and Power Control Routing）和CPCA-SM（Clustering and Power Control based on PSO and ACO for Stable Maintenance）路由算法进行了比较。结果显示，提出的QACO-LEACH-U算法在提升网络覆盖率和延长网络生命周期方面表现出显著优势，有效地解决了UWSNs中的关键问题。 这项研究提供了一个创新的解决方案，通过智能的节点休眠策略和量子蚁群优化的路由方法，提升了水下无线传感器网络的性能，对于未来水下监测、海洋科学研究以及环境监控等领域具有重要的理论和实践价值。