基于量子狼群进化的多目标汇聚节点覆盖算法

来源：电子与信息学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：金杉, 金志刚

单位：2.(天津大学电气自动化与信息工程学院 天津 300072) ②(天津市公安消防局 天津 300020)

摘要：在构建双层无线传感器网络中，汇聚层覆盖需要考虑无重复覆盖面积、汇聚节点连通性和能耗平衡这3个关键问题。该文将上述3个问题统筹为多目标优化难题(MOP)，提出一种面向汇聚节点覆盖的量子狼群进化算法(QWPEA)，选择出候选头狼(CLW)群体，以滑模交叉、量子旋转门、非门变异等方法产生寻优高效的下一代量子编码人工狼。仿真结果表明，该文所提算法能够有效减少汇聚节点数，提高汇聚层结构稳定性，并平衡网络能耗，适于大范围，大规模传感器节点网络部署环境。在800 m800 m面积部署传感器节点达到1000个时，汇聚有效覆盖率较MOPSO, NSGA-II算法分别高29.55%和25.93%，汇聚通信能耗率分别高15.27%和18.63%，汇聚占通率分别低14.01%和15.46%。

关键词：无线传感器网络, 量子狼群进化算法, 覆盖, 多目标, 汇聚节点

基金资助：国家自然科学基金(61571318)，青海省科技项目(2015-ZJ-904)，海南省科技项目(ZDYF2016153)