混沌量子粒子群算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展熱潮已悄然掀起，得到了世界各國學(xué)術(shù)界、工業(yè)界的諸多關(guān)注。而作為物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要組成結(jié)構(gòu)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)的研究與開發(fā)也越來越得到重視。覆蓋率是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要的衡量指標(biāo)，如何使用有限數(shù)量的傳感器節(jié)點(diǎn)最大范圍的覆蓋目標(biāo)區(qū)域，同時(shí)盡可能的延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，這些都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中非常具備研究價(jià)值的熱點(diǎn)問題。
　　20世紀(jì)80

2、年代以來，群體智能算法作為一門新興的優(yōu)化計(jì)算方法，得到了廣泛的關(guān)注與研究。作為群體啟發(fā)式搜索算法中的一種，粒子群算法由于其易簡單實(shí)現(xiàn)、可調(diào)參數(shù)少、收斂速度快等原因，在解決組合優(yōu)化問題方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
　　同時(shí)，針對(duì)粒子群算法收斂速度慢、易陷入局部極值等缺陷問題，結(jié)合δ量子勢(shì)阱模型及混沌運(yùn)動(dòng)的特性，提出了一種改進(jìn)的粒子群算法—混沌量子粒子群算法。該算法在迭代尋優(yōu)過程中采用基于精英個(gè)體適應(yīng)值方差的早熟判斷機(jī)制，在當(dāng)前最優(yōu)解的局

3、部進(jìn)行精細(xì)化搜索，避免算法因陷入局部極值而出現(xiàn)停滯的狀況，也保證了粒子種群的多樣性。
　　覆蓋控制研究在很多方面可以轉(zhuǎn)化為組合優(yōu)化問題的求解。本文以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率為主要優(yōu)化目標(biāo)，結(jié)合混沌量子粒子群算法在求解組合優(yōu)化問題方面的優(yōu)越性來研究隨機(jī)覆蓋優(yōu)化問題。該算法提高了尋優(yōu)效率和覆蓋優(yōu)化效果，有效克服了上述缺陷。通過合理移動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)使其位置分布更加均勻，這樣不僅減少了網(wǎng)絡(luò)冗余度，而且降低了節(jié)點(diǎn)移動(dòng)帶來的能耗。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，