摘 要 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)要求支持多種業(yè)務(wù)的差別服務(wù)和全網(wǎng)范圍的資源有效利用,QoS 路由是解決該問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一。在分析無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS 路由問(wèn)題的基礎(chǔ)上,將現(xiàn)有的蟻群算法進(jìn)行擴(kuò)展,提出了一種組合利用路徑節(jié)點(diǎn)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(wù)模式下,該算法可以很好的支持不同業(yè)務(wù)的資源需求分配,達(dá)到全網(wǎng)能耗均衡，此外對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)也具有較好的適應(yīng)性。 關(guān)鍵詞 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)；服務(wù)質(zhì)量；網(wǎng)絡(luò)模型；蟻群算法 1. 引言 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量小型傳感節(jié)點(diǎn)組成,節(jié)點(diǎn)能量受限,具有有限的數(shù)據(jù)感知、信息處理和無(wú)線(xiàn)通信能力,節(jié)點(diǎn)間以無(wú)線(xiàn)多跳的無(wú)中心方式連接,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)可變,通過(guò)彼此之間的相互協(xié)作來(lái)感知、采集和處理覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象的信息或事件.它具有部署靈活,節(jié)點(diǎn)靠近目標(biāo),可實(shí)現(xiàn)高精度感知,支持多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)聚合和融合,可實(shí)現(xiàn)“以數(shù)量換質(zhì)量”,同時(shí)支持多用戶(hù)多任務(wù)并發(fā)操作,有廣泛應(yīng)用潛力,是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,然而,如何高效利用節(jié)點(diǎn)能量來(lái)最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的首要挑戰(zhàn)。隨著無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入,不同的業(yè)務(wù)對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）提出了不同的要求[1]。近年來(lái),一些專(zhuān)家和學(xué)者已提出了一些QoS 路由協(xié)議，大多只是關(guān)注其中1～2 個(gè)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(dú)立參數(shù)的QoS 路由這一NP-hard 難題,同時(shí),實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命較大化。 2. 網(wǎng)絡(luò)需求和網(wǎng)絡(luò)模型 2.1 網(wǎng)絡(luò)需求 在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層中,根據(jù)數(shù)據(jù)分發(fā)模式來(lái)分析。主要分為查詢(xún)驅(qū)動(dòng)、事件驅(qū)動(dòng)和連續(xù)傳遞三種數(shù)據(jù)分發(fā)模式。查詢(xún)驅(qū)動(dòng)模式由觀測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)起，匹配該查詢(xún)的傳感節(jié)點(diǎn)將感知數(shù)據(jù)發(fā)往觀測(cè)節(jié)點(diǎn)，屬于一對(duì)多通信。該模式常用于交互式場(chǎng)景，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸強(qiáng)調(diào)及時(shí)性和可靠性。事件驅(qū)動(dòng)模式由傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)起，發(fā)現(xiàn)感興趣事件后立即向觀測(cè)節(jié)點(diǎn)報(bào)告，屬于多對(duì)一通信。該模式常用于事件檢測(cè)場(chǎng)景，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸同樣強(qiáng)調(diào)及時(shí)性和可靠性，數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性，易擁塞，且節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存在高度冗余。連續(xù)傳遞模式也稱(chēng)周期傳輸模式，由雙方約定，傳感節(jié)點(diǎn)周期性向觀測(cè)節(jié)點(diǎn)報(bào)告感測(cè)數(shù)據(jù)，屬于多對(duì)多通信。該模式常用于預(yù)定義速率的數(shù)據(jù)報(bào)告場(chǎng)景，若傳輸數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如語(yǔ)音、圖像或視頻等，則關(guān)注傳輸延遲和帶寬，若是非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如溫度、濕度或氣壓等，則關(guān)注可靠性[2]。可靠性和實(shí)時(shí)性仍然是傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。但從三種數(shù)據(jù)分發(fā)模式來(lái)看，節(jié)點(diǎn)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(guò)程中往往需采用聚合（aggregation）或融合（fusion）的方法。因此，統(tǒng)計(jì)QoS 度量更能反映網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，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(jī)分布等。

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