摘 要 無線傳感器網(wǎng)絡要求支持多種業(yè)務的差別服務和全網(wǎng)范圍的資源有效利用,QoS 路由是解決該問題的關鍵技術之一。在分析無線傳感器網(wǎng)絡QoS 路由問題的基礎上,將現(xiàn)有的蟻群算法進行擴展,提出了一種組合利用路徑節(jié)點最少能量和最小跳數(shù)信息的分布式QoS 路由算法,并建立了仿真模型。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)QoS 路由算法相比,在不同比例的混合業(yè)務模式下,該算法可以很好的支持不同業(yè)務的資源需求分配,達到全網(wǎng)能耗均衡，此外對無線傳感器網(wǎng)絡也具有較好的適應性。 關鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡；服務質(zhì)量；網(wǎng)絡模型；蟻群算法 1. 引言 無線傳感器網(wǎng)絡由大量小型傳感節(jié)點組成,節(jié)點能量受限,具有有限的數(shù)據(jù)感知、信息處理和無線通信能力,節(jié)點間以無線多跳的無中心方式連接,網(wǎng)絡拓撲動態(tài)可變,通過彼此之間的相互協(xié)作來感知、采集和處理覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標對象的信息或事件.它具有部署靈活,節(jié)點靠近目標,可實現(xiàn)高精度感知,支持多節(jié)點數(shù)據(jù)聚合和融合,可實現(xiàn)“以數(shù)量換質(zhì)量”,同時支持多用戶多任務并發(fā)操作,有廣泛應用潛力,是當前計算機科學領域的研究熱點之一,然而,如何高效利用節(jié)點能量來最大化網(wǎng)絡生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡面臨的首要挑戰(zhàn)。隨著無線傳感器網(wǎng)絡應用的深入,不同的業(yè)務對無線傳感器網(wǎng)絡的服務質(zhì)量（QoS）提出了不同的要求[1]。近年來,一些專家和學者已提出了一些QoS 路由協(xié)議，大多只是關注其中1～2 個參數(shù)。本文提出一種新的基于蟻群算法的QoS 路由發(fā)現(xiàn)方法,解決具有多種相互獨立參數(shù)的QoS 路由這一NP-hard 難題,同時,實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡壽命較大化。 2. 網(wǎng)絡需求和網(wǎng)絡模型 2.1 網(wǎng)絡需求 在無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)絡層中,根據(jù)數(shù)據(jù)分發(fā)模式來分析。主要分為查詢驅(qū)動、事件驅(qū)動和連續(xù)傳遞三種數(shù)據(jù)分發(fā)模式。查詢驅(qū)動模式由觀測節(jié)點發(fā)起，匹配該查詢的傳感節(jié)點將感知數(shù)據(jù)發(fā)往觀測節(jié)點，屬于一對多通信。該模式常用于交互式場景，對數(shù)據(jù)傳輸強調(diào)及時性和可靠性。事件驅(qū)動模式由傳感節(jié)點發(fā)起，發(fā)現(xiàn)感興趣事件后立即向觀測節(jié)點報告，屬于多對一通信。該模式常用于事件檢測場景，對數(shù)據(jù)傳輸同樣強調(diào)及時性和可靠性，數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性，易擁塞，且節(jié)點數(shù)據(jù)存在高度冗余。連續(xù)傳遞模式也稱周期傳輸模式，由雙方約定，傳感節(jié)點周期性向觀測節(jié)點報告感測數(shù)據(jù)，屬于多對多通信。該模式常用于預定義速率的數(shù)據(jù)報告場景，若傳輸數(shù)據(jù)是實時數(shù)據(jù)，如語音、圖像或視頻等，則關注傳輸延遲和帶寬，若是非實時數(shù)據(jù)，如溫度、濕度或氣壓等，則關注可靠性[2]?？煽啃院蛯崟r性仍然是傳感器網(wǎng)絡的主要性能評價指標。但從三種數(shù)據(jù)分發(fā)模式來看，節(jié)點間基于非端到端數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)存在大量冗余，在傳輸過程中往往需采用聚合（aggregation）或融合（fusion）的方法。因此，統(tǒng)計QoS 度量更能反映網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸特點，如可以定義一定融合率下分組丟包率、延遲或傳輸帶寬的隨機分布等。

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