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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明公开了一种基于量子绡蝶机制的可扩展层次路由方法。该方法包括：建立无线传感器网络系统模型；设定无线传感器网络运行参数和初始化网络状态，网络运行开始；建立无线传感器网络簇首配置成本函数和适应度函数；初始化量子绡蝶群并设定相关参数；根据映射方程、适应度和感知函数计算所有量子绡蝶所分泌信息素量，并确定量子绡蝶群全局最优量子位置；量子绡蝶依同等概率执行确定性或随机性移动，并在移动过程中使用模拟量子旋转角来演化量子绡蝶的量子位置；应用贪心策略选择出下一代量子绡蝶量子位置；输出当前无线传感器网络簇首配置结果；建立当前无线传感器网络区长概率函数配置区长并进行数据传输；无线传感器网络运行终止。

主权项：1.基于量子绡蝶机制的可扩展层次路由方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立无线传感器网络系统模型；步骤二、设定无线传感器网络运行参数和初始化网络状态，并使得网络开始运行；步骤三、建立无线传感器网络簇首配置成本函数和适应度函数；所述成本函数建立如下： 式中，fC定义为所有存活非簇首节点到相邻簇首的通信链路视距和；N表示部署的节点数；C表示簇首集合；表示传感器节点a、b间通信链路视距；所述适应度函数表示为： 其中，表示依矩阵元素值向上取整后在能量充沛的节点集合Q抽取相应元素放入簇首集合C；表示将第i只量子绡蝶的位置代入簇首配置成本函数；表示第g次迭代时第i个量子绡蝶的位置；步骤四、初始化量子绡蝶群并设定相关参数；步骤五、根据映射方程、适应度和感知函数来计算所有量子绡蝶所分泌的信息素量，并确定量子绡蝶群全局最优量子位置；所述映射方程为： 式中，j＝1,2,...,q表示第g次迭代时将所有量子绡蝶量子位置的每一维映射到对应解空间范围内得到量子位置的映射状态；wmax、wmin表示量子绡蝶位置的上、下限；所述感知函数为：F＝υIα式中，υ表示感知模式；α表示感知强度；I表示适应度函数；将全部量子绡蝶按照所分泌信息素量由多到少的顺序排列，确定所分泌信息素量最大的量子位置为全局最优量子位置，表示为：步骤六、量子绡蝶依同等概率执行确定性或随机性移动，并在移动过程中使用模拟量子旋转角来演化量子绡蝶的量子位置；步骤七、应用贪心策略选择出下一代量子绡蝶的量子位置；步骤八、演进终止判断，输出当前无线传感器网络簇首配置结果；定义第i只量子绡蝶第j维量子位置更新方程为： 式中，对应确定性移动，对应随机性移动，Fi为第i只量子绡蝶所分泌的信息素量，ζ为[0,1]区间内的均匀随机数，为群体中分泌最大信息素量的量子绡蝶位置的第j维，为群体中的随机量子绡蝶位置的第j维，为第i只量子绡蝶执行移动运动后其新产生量子位置的第j维；为i只量子绡蝶执行移动运动时的第j维模拟量子旋转角；量子绡蝶群体依概率P执行随机性移动，第i只量子绡蝶执行移动运动后其新产生量子位置为：步骤九、建立当前无线传感器网络区长概率函数配置区长，并进行数据传输；步骤十、无线传感器网络运行终止判断。

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