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硕士学位论文
基于蚁群优化的多路径能量均衡
路由算法研究
Research on Multipath Energy
Balance Routing Algorithm Based on
Ant Colony Optimization
作 者：侯梦婷
导 师：赵作鹏 副教授
中国矿业大学
二〇一七年五月
中图分类号 TP393 学校代码 10290 0
UDC 004 密 级 公开 0
中国矿业大学
硕士学位论文
基于蚁群优化的多路径能量均衡
路由算法研究
Research on Multipath Energy
Balance Routing Algorithm Based on
Ant Colony Optimization
作 者 侯梦婷 导 师 赵作鹏
申请学位 工学硕士 培养单位 计算机学院
学科专业 计算机应用技术 研究方向 无线传感器网络
答辩委员会主席 刘厚泉 评 阅 人 0
二○一七年五月
致谢
时光飞逝，转眼间三年的研究生学****生活即将结束，回顾这期间的点点滴滴，
不论是遇到的挫折还是收获的成果，都是我成长道路上珍贵的财富。研究生期间，
我不仅学到了专业知识，还学会了很多做人的道理，这些都使我更加的自信和自
强，在步入社会生活后，我也会继续勤奋、求实、进取、奉献。对于即将离开的
母校，我心中有万般的不舍，也有太多要感谢的人，感谢他们在我读研期间给予
的帮助和关怀。
感谢我的研究生导师赵作鹏老师，他学术精湛、为人谦和，不论在学****中还
是生活中都给予了我很多帮助。在学术研究中，赵老师会以研讨会或者邀请相关
领域经验丰富的老师的形式为我们解答学术研究的一些难题，使我们更好地进行
学术研究，在赵老师的指导下，我研究生期间成功发表了两篇学术论文，并取得
了两项软件著作权。在生活中，赵老师也时常关心有什么困难并给予帮助。此次
研究生毕业论文，从选题、论文修改到论文定稿，赵老师都悉心指导，提出了很
多宝贵的意见。在此，向赵作鹏老师表示最真挚的谢意，感谢您。
感谢我实验室的同学们，感谢你们在我学****遇到困难时无私的帮助。感谢我
的舍友们，是你们让我在快乐或者难过的时候都感受到了家人般的温暖，与你们
相处的每一天都是我珍贵的回忆。
感谢我的家人，是你们对我无私的爱支持着我在远离家乡的地方完成学业，
不论我在学校遇到什么困难，你们总是在我身后做我最坚强的后盾，谢谢你们。
最后，向百忙之中参加论文评审的各位专家及答辩委员会的老师表示诚挚的
谢意。
摘 要
无线传感器网络因其成本低、不需要布线、采集范围广等特点，经常被应用
在一些危险、条件恶劣或人力无法到达的环境中，对区域或者目标进行实时监测，
采集人们需要的信息。随着无线传感器网络服务对象的增多，对该网络研究的学
者也越来越多。而路由算法作为无线传感器网络的关键技术之一，也成为该网络
重要的研究方向。本文针对现存蚁群路由算法的不足，设计和实现了两个路由算
法。
（1）针对现存蚁群单路径路由算法的不足，提出基于改进蚁群算法的无线
传感器网络路由算法（IARA）。首先，针对初始邻居节点的冗余问题，提出邻
居节点预筛选；然后在对路径启发因子的改进中，采用节点间的角度因子、距离
因子对路径方向进行更好的引导，避免无关路径的产生，同时考虑了下一跳节点
及其邻居节点的能量水平；最后针对局部最优的问题，提出半自适应信息素更新
策略。仿真实验表明，与 EEABR、IEEABR 算法相比，IARA 算法在路径跳数、
节点平均能耗方面的性能都有一定的提高，但是由于单路径的局限性，使得算法
在时延及能量均衡性方面的优势较小。
（2）针对 IARA 单路径的不足，并进一步均衡网络能量、提高网络性能，
提出基于