高良誠(chéng)，　劉　杰，　李江華

(銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系， 安徽 銅陵　244061)

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保證服務(wù)質(zhì)量的無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)能跨層路由算法

高良誠(chéng)，劉杰，李江華

(銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系， 安徽 銅陵244061)

摘要：針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)保證服務(wù)質(zhì)量的路由問(wèn)題，提出一種區(qū)分服務(wù)和優(yōu)先級(jí)保證的無(wú)線傳感網(wǎng)跨層節(jié)能算法，該算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分級(jí)，在蟻群算法的路徑選擇時(shí)綜合考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量、負(fù)載和節(jié)點(diǎn)位置信息，同時(shí)選擇切換概率小的信道。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，增加了路由的有效性和魯棒性，降低并均衡各節(jié)點(diǎn)能耗，時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)生存周期等指標(biāo)均體現(xiàn)較好性能。

關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感網(wǎng)； 服務(wù)質(zhì)量； 節(jié)能； 跨層； 改進(jìn)蟻群算法

0引言

中高速無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)[1]作為物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在智能農(nóng)業(yè)、自然災(zāi)害預(yù)報(bào)、監(jiān)控預(yù)警、復(fù)雜任務(wù)調(diào)度等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，用戶需要一定服務(wù)質(zhì)量保障，尤其是對(duì)時(shí)延有很高的要求。傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)多使用電池供電，能量有限，路由算法的低能耗成為其重要性能要求，在路由算法設(shè)計(jì)時(shí)，如果只追求服務(wù)質(zhì)量，不考慮能量消耗，將會(huì)造成部分節(jié)點(diǎn)由于能量過(guò)早耗盡而死亡，從而嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能[2-3]。如何設(shè)計(jì)出在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中能夠滿足傳輸時(shí)延、帶寬、丟包率、傳輸吞吐量等服務(wù)要求的高效節(jié)能路由算法是當(dāng)前重要研究課題[4-5]。

節(jié)點(diǎn)能耗與節(jié)點(diǎn)的距離平方成正比[6]，通常通過(guò)短距離多跳路由來(lái)降低能耗，但勢(shì)必帶來(lái)時(shí)延的增加，因此，時(shí)延等服務(wù)質(zhì)量要求與節(jié)能存在矛盾。設(shè)計(jì)滿足傳輸時(shí)延、帶寬、丟包率、傳輸吞吐量等多個(gè)約束條件的QoS路由被證明是個(gè)TSP問(wèn)題，一般采用啟發(fā)式算法解決，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究工作，蟻群算法、博弈論、遺傳算法、模擬退火算法等智能算法得到廣泛應(yīng)用[7-8]。文獻(xiàn)[9]提出的 REAR (Real-time and Energy Aware QoS Routing)協(xié)議構(gòu)造了一個(gè)成本函數(shù),對(duì)路徑的能耗和時(shí)延進(jìn)行權(quán)衡,評(píng)估每條路徑的成本，最終確定一條QoS路由，沒(méi)有考慮中高速傳感網(wǎng)需要針對(duì)不同業(yè)務(wù)提供不同的QoS保障。QRQIA[10]采用Q學(xué)習(xí)和改進(jìn)蟻群算法解決自組織網(wǎng)絡(luò)QoS路由問(wèn)題，對(duì)節(jié)點(diǎn)運(yùn)算能力要求較高。EEABR[11]路由路徑的長(zhǎng)度考慮節(jié)點(diǎn)的能量水平，達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期的目的，但沒(méi)有充分考慮擁塞和負(fù)載問(wèn)題。

文中提出一種無(wú)線傳感網(wǎng)保證服務(wù)質(zhì)量的節(jié)能跨層路由算法ECRGQ，對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分級(jí)，在保障時(shí)延等服務(wù)質(zhì)量要求的前提下，通過(guò)跨層路由設(shè)計(jì)，運(yùn)用基于信道可用率算法解決MAC層時(shí)延問(wèn)題,在路徑選擇時(shí)考慮下一節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)發(fā)送能量和下一節(jié)點(diǎn)負(fù)載，提高路由的有效性和魯棒性。

1系統(tǒng)模型及問(wèn)題描述

1.1網(wǎng)絡(luò)模型

在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)一般由匯聚節(jié)點(diǎn)(sink)和若干傳感器節(jié)點(diǎn)組成，網(wǎng)絡(luò)模型可用圖G=(V，E)表示，其中,V(G)={v1,v2,…，vn}表示傳感器節(jié)點(diǎn)集合，E(G)={e1,e2,…,en}表示邊的集合，對(duì)于任意一個(gè)邊e∈E(G)，邊的權(quán)值對(duì)應(yīng)時(shí)延、帶寬等QoS屬性，網(wǎng)絡(luò)具有以下性質(zhì)：

1)sink節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)位置固定，普通節(jié)點(diǎn)均勻分布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)；

2)sink節(jié)點(diǎn)能量無(wú)限，普通傳感器節(jié)點(diǎn)能量受限；

3)使用統(tǒng)一能量模型；

4)節(jié)點(diǎn)能夠感知自己位置信息；

5)節(jié)點(diǎn)能根據(jù)通信距離的遠(yuǎn)近動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)送功率；

6)節(jié)點(diǎn)休眠時(shí)，無(wú)線收發(fā)模塊暫停工作，但監(jiān)測(cè)模塊正常工作。

1.2能量模型

無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)，采用文獻(xiàn)[6]的能量模型計(jì)算節(jié)點(diǎn)收發(fā)數(shù)據(jù)消耗的能量。

1)節(jié)點(diǎn)i向距離為d的節(jié)點(diǎn)j發(fā)送n字節(jié)數(shù)據(jù)的能量消耗為Eij(n,d)。

(1)

2)節(jié)點(diǎn)j接收n字節(jié)數(shù)據(jù)的能量消耗為

(2)

3)節(jié)點(diǎn)j向節(jié)點(diǎn)k轉(zhuǎn)發(fā)n字節(jié)數(shù)據(jù)的能量消耗為Ejk(n,d)。

(3)

式中：Ew----無(wú)線收發(fā)電路收或發(fā)1bit數(shù)據(jù)時(shí)所消耗的能量；

εfs----當(dāng)d

εmp----當(dāng)d≥d0時(shí)發(fā)射放大器發(fā)送1bit數(shù)據(jù)所需要的能量;

d0----傳輸距離閾值，d0=Sqrt(εfs/εmp)。

可以看出，節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的能量消耗與距離的平方成正比。

1.3區(qū)分服務(wù)QoS路由

中高速無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)通常分為實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)[12]，實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)具有時(shí)延敏感、吞吐量要求高等特點(diǎn)，非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)具有對(duì)時(shí)延容忍、吞吐量要求不高等特點(diǎn)。

根據(jù)不同業(yè)務(wù)對(duì)QoS的不同要求，將業(yè)務(wù)分為A、B、C三種類型， A類為時(shí)延敏感且可靠性要求高的實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，如預(yù)警等業(yè)務(wù)；B類為對(duì)帶寬要求高的實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，如視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)；C類為對(duì)時(shí)延、可靠性要求不高的業(yè)務(wù)，如信息查詢、周期性數(shù)據(jù)收集等業(yè)務(wù)。優(yōu)先級(jí)由高到低為：A>B>C。

區(qū)分服務(wù)路由的QoS參數(shù)指標(biāo)主要包括：

1)最大時(shí)延Time-Delay，記作TDmax；

2)最小帶寬BandWidth，記作BWmin；

3)最大丟包率Packet-Loss，記作PLmax。

定義1QoS路由路徑費(fèi)用函數(shù)式表示如下：

(4)

式(4)，費(fèi)用函數(shù)與帶寬成反比，而與時(shí)延、丟包率成正比。w1、w2和w3為比例系數(shù)，w1>1,w2>1,w3>1，其值可根據(jù)不同服務(wù)種類來(lái)確定，如A類業(yè)務(wù)，可設(shè)置w3=1, w1和w2為大于1的數(shù)，其值越大,則表明對(duì)路由的時(shí)延和可靠性要求越高。

因此，文中的節(jié)能QoS路由算法即為在滿足上述QoS約束條件的前提下，尋找節(jié)能性能最優(yōu)且Cost(P)值最小的路徑。

2QoS節(jié)能跨層路由算法

2.1基于信道可用率的信道選擇算法

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)可用頻譜具有不確定性，信道切換難于避免，研究表明，20 MHz～3 GHz的頻譜范圍內(nèi)，收發(fā)器的工作頻段每改變10 MHz通常會(huì)帶來(lái)10 ms的時(shí)延[13]。因此，對(duì)時(shí)延要求高的服務(wù)，在路徑選擇的同時(shí)，選擇切換少的信道，進(jìn)行跨層路由設(shè)計(jì)，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性能[14]。PCLRP[15]通過(guò)信道感知算法減少信道時(shí)延，但算法對(duì)節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力要求較高，不適合在傳感網(wǎng)絡(luò)中使用。

文中使用基于信道可用率的信道選擇算法，統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)歷史信道可用率，并據(jù)此選擇數(shù)據(jù)發(fā)送信道。節(jié)點(diǎn)維護(hù)信道可用率信息〈P1，P2，P3，…，Pi，…〉，Pi表示第i條信道的可用率，使用下式更新。

(5)

式中----發(fā)送數(shù)據(jù)前信道i的可用率;

k----正整數(shù)。

0

2.2改進(jìn)蟻群算法

區(qū)分服務(wù)QoS路由是NP-Complete問(wèn)題，可以使用蟻群算法解決。蟻群算法核心思想是螞蟻根據(jù)路徑轉(zhuǎn)移概率值來(lái)選擇路徑，路徑的信息素濃度高或路徑啟發(fā)函數(shù)值大，則路徑轉(zhuǎn)移概率大，該路徑被選擇的概率大，同時(shí)采用適當(dāng)?shù)牟呗詫?duì)信息素進(jìn)行更新，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)螞蟻選擇最優(yōu)路徑。

文中算法在路徑啟發(fā)函數(shù)中把下一跳節(jié)點(diǎn)剩余能量、與sink節(jié)點(diǎn)距離等作為重要指標(biāo)，并在信息素更新時(shí)引入下一節(jié)點(diǎn)負(fù)載信息和路徑費(fèi)用函數(shù)，找出最優(yōu)路徑。

2.2.1路徑轉(zhuǎn)移函數(shù)

(6)

式中：μij(t)----時(shí)刻t節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的信息素濃度;

ηij(t)----時(shí)刻t路徑啟發(fā)函數(shù)，與節(jié)點(diǎn)能量狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)距離和下一節(jié)點(diǎn)到sink節(jié)點(diǎn)距離相關(guān);

α----殘留信息素啟發(fā)因子，反映殘留信息的重要性;

β----期望啟發(fā)因子，反映路徑選擇參數(shù)的重要性;

tabuk----禁忌表，存儲(chǔ)螞蟻k當(dāng)前所走過(guò)的節(jié)點(diǎn)。

定義2路徑啟發(fā)函數(shù)ηij與節(jié)點(diǎn)能耗比、節(jié)點(diǎn)間距離、節(jié)點(diǎn)與sink的距離等相關(guān)，公式表示如下:

(7)

式中：Ej-init----節(jié)點(diǎn)j初始能量;

Ej----節(jié)點(diǎn)j剩余能量;

di,sink----節(jié)點(diǎn)i到sink節(jié)點(diǎn)的距離;

dj,sink----節(jié)點(diǎn)j到sink節(jié)點(diǎn)的距離;

r----以sink節(jié)點(diǎn)為圓心的半徑;

dij----節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的距離;

λ1,λ2----能見(jiàn)度系數(shù)。

λ1和λ2可以平衡時(shí)延和能量消耗，對(duì)于A類服務(wù)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)距sink超過(guò)r時(shí)，則λ1可以設(shè)置較小值，從而提高算法的時(shí)延性能。

式(7)表明，路徑啟發(fā)函數(shù)與節(jié)點(diǎn)能耗比、節(jié)點(diǎn)間距離、下一節(jié)點(diǎn)與sink的距離等相關(guān)，節(jié)點(diǎn)消耗能量越少,節(jié)點(diǎn)間距離越短,下一節(jié)點(diǎn)與sink的距離越近，該節(jié)點(diǎn)被選擇的概率越大。因而，最優(yōu)路徑上節(jié)點(diǎn)剩余能量更大，更有利能量均衡；當(dāng)節(jié)點(diǎn)距sink超過(guò)r時(shí)，采用短距離多跳路由，消耗能量更小，從而提高路由的魯棒性。

2.2.2信息素更新

當(dāng)螞蟻經(jīng)過(guò)邊E(i,j)時(shí)，需要更新其信息素。信息素更新規(guī)則是：經(jīng)過(guò)螞蟻數(shù)量越多，該路徑最優(yōu)可能越大，則路徑上信息濃度越大，該路徑被選擇的概率越大。同時(shí)，為防止算法陷入局部最優(yōu)，信息素按照一定比例揮發(fā)。

μij(t)為時(shí)刻t邊E(i,j)的信息素濃度，其初始值為Q，信息素在時(shí)間間隔Δt內(nèi)更新規(guī)則如下：

(8)

式中：δ----信息素?fù)]發(fā)因子;

μij(t)----Δt時(shí)間內(nèi)信息素的增量。

(9)

(10)

式中：Q----初始信息素；

Cost(k)----螞蟻k從源節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)路徑的費(fèi)用函數(shù)。

式(10)表明，螞蟻下一跳節(jié)點(diǎn)負(fù)載越小，費(fèi)用函數(shù)值越低，則邊E(i,j)信息素增量越大，如果負(fù)載大于平均負(fù)載，則信息素增量為負(fù)。這樣，費(fèi)用低、負(fù)載小的路徑對(duì)其他螞蟻的吸引作用變大，被選擇的概率變大。

2.2.3信息素?cái)U(kuò)散

2.3ECRGQ算法實(shí)現(xiàn)步驟

本算法中螞蟻分為前向螞蟻和反向螞蟻，前向螞蟻AREQ(Ant Request)包含螞蟻ID、服務(wù)級(jí)別、源節(jié)點(diǎn)ID、目的節(jié)點(diǎn)ID、上一節(jié)點(diǎn)ID、螞蟻禁忌表tabu等信息；反向螞蟻AREP(Ant Reply)包含螞蟻ID、源節(jié)點(diǎn)ID、目的節(jié)點(diǎn)ID、上一節(jié)點(diǎn)ID等信息；節(jié)點(diǎn)信息表包含螞蟻ID、上一節(jié)點(diǎn)ID、下一節(jié)點(diǎn)ID、源節(jié)點(diǎn)ID、目的節(jié)點(diǎn)ID、鄰居節(jié)點(diǎn)ID、鄰居節(jié)點(diǎn)剩余能量、鄰居節(jié)點(diǎn)可用信道、鄰居節(jié)點(diǎn)負(fù)載、Cost值等信息。

算法步驟如下：

1)初始化網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定算法迭代次數(shù)NC和算法初始信息素Q；

2)初始化禁忌表tabu，將m只螞蟻放置到源節(jié)點(diǎn)上，將源節(jié)點(diǎn)添加到螞蟻禁忌表tabu中，源節(jié)點(diǎn)廣播前向螞蟻給每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)；

3)根據(jù)式(6)，每個(gè)前向螞蟻選擇路徑轉(zhuǎn)移概率大的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一節(jié)點(diǎn)，并切換到下一節(jié)點(diǎn)信道可用率高的信道上，發(fā)送前向螞蟻，更新節(jié)點(diǎn)信息表，以便發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)選擇可用率高的信道；

4)前向螞蟻到達(dá)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，即將該節(jié)點(diǎn)放到tabu中，并根據(jù)式(9)對(duì)經(jīng)過(guò)路徑進(jìn)行信息素更新。同時(shí)更新節(jié)點(diǎn)信息表，在上一節(jié)點(diǎn)ID中填入前向螞蟻ID值；

5)重復(fù)步驟3)、4)，直到螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)或不滿足QoS條件限制；

6)所有前向螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后，反向螞蟻沿前向螞蟻所經(jīng)過(guò)的路徑返回源節(jié)點(diǎn)，建立多條路徑，如果螞蟻服務(wù)級(jí)別為高，根據(jù)式(9)對(duì)經(jīng)過(guò)路徑進(jìn)行信息素更新，并更新節(jié)點(diǎn)信息表，在下一節(jié)點(diǎn)ID中填入反向螞蟻上一節(jié)點(diǎn)ID值；

7)重復(fù)步驟3)～6)直到迭代次數(shù)超過(guò)NC，保存滿足QoS要求的Cost(P)值小的若干條路徑，選擇Cost(P)值最小的路徑傳輸數(shù)據(jù)。

由于中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量有限和鏈路的擁塞，如果節(jié)點(diǎn)剩余能量與初始能量比Ej/Ej-init<20%，或處于擁塞狀態(tài)，繼續(xù)使用該鏈路，則其節(jié)能性能和時(shí)延性能反而下降。文中采用冗余路徑策略，當(dāng)最優(yōu)路徑有節(jié)點(diǎn)滿足Ej/Ej-init<20%且不屬于A類服務(wù)，或處于擁塞狀態(tài)時(shí)，使用次優(yōu)路徑，從而增強(qiáng)路由的魯棒性。

3仿真與分析

采用NS2進(jìn)行仿真，仿真環(huán)境500 m×500 m，隨機(jī)分布100個(gè)節(jié)點(diǎn)，隨機(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)為sink節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)最大傳輸范圍為200 m，數(shù)據(jù)包大小為512 B，發(fā)包率為5～30 包/s，迭代次數(shù)NC為100，螞蟻數(shù)量50。路由QoS約束條件為最大時(shí)延30 ms，最大丟包率20%，最小帶寬2 Mb/s。設(shè)置參數(shù)Q=2，δ=0.8，γ=1.1，α=1，β=1.2，Vt=1，θ=90，節(jié)點(diǎn)初始能量為1 J。

網(wǎng)絡(luò)中存在多種服務(wù)時(shí)，ECRGQ算法對(duì)A、B、C三類服務(wù)的保證情況如圖1所示。

圖1　不同優(yōu)先級(jí)服務(wù)時(shí)延

從圖1可以看出，針對(duì)三類服務(wù)，優(yōu)先級(jí)高的服務(wù)具有更好的時(shí)延性能。

不同發(fā)包率下，ECRGQ算法、AODV算法和文獻(xiàn)[11]算法的實(shí)時(shí)性服務(wù)時(shí)延如圖2所示。

圖2　不同負(fù)載下時(shí)延

從圖2可以看出，隨著發(fā)包率的增加，3種算法的時(shí)延均有所增加，ECRGQ算法時(shí)延明顯低于AODV算法和文獻(xiàn)[11]算法，這是因?yàn)镋CRGQ算法區(qū)分服務(wù)，在路徑選擇時(shí)，考慮節(jié)點(diǎn)負(fù)載，從而避開擁塞節(jié)點(diǎn)，且路徑選擇的同時(shí)，基于信道可用率進(jìn)行信道選擇，減少了時(shí)延。

網(wǎng)絡(luò)生存周期是指仿真實(shí)驗(yàn)開始到網(wǎng)絡(luò)中5%節(jié)點(diǎn)死亡的時(shí)間，如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著發(fā)包率的增加，ECRGQ算法、AODV算法和文獻(xiàn)[11]算法的網(wǎng)絡(luò)生存周期均出現(xiàn)下降，但ECRGQ算法在路徑轉(zhuǎn)移時(shí)考慮下一節(jié)點(diǎn)的能量、下一節(jié)點(diǎn)的距離和下一節(jié)點(diǎn)離sink節(jié)點(diǎn)的距離，故網(wǎng)絡(luò)生存周期下降趨勢(shì)不明顯，因而，ECRGQ算法有更好的節(jié)能性能。

圖3　不同負(fù)載下網(wǎng)絡(luò)生存周期

4結(jié)語(yǔ)

提出一種無(wú)線傳感網(wǎng)保證服務(wù)質(zhì)量的節(jié)能跨層路由算法ECRGQ，對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分級(jí)，在保障時(shí)延等服務(wù)質(zhì)量要求的前提下，通過(guò)基于信道可用率算法解決MAC層時(shí)延問(wèn)題,進(jìn)行路由設(shè)計(jì)，對(duì)蟻群算法進(jìn)行改進(jìn)，在路徑選擇的將下一節(jié)點(diǎn)的剩余能量與初始能量比、節(jié)點(diǎn)發(fā)送能量、下一點(diǎn)負(fù)載和下一節(jié)點(diǎn)到sink節(jié)點(diǎn)距離作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率和信息素更新的依據(jù)，并綜合考慮鏈路的費(fèi)用，在滿足QoS需求的前提下，增加了算法的有效性和魯棒性。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法能夠區(qū)分服務(wù)優(yōu)先級(jí)，且時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)生存周期等性能指標(biāo)比AODV算法和文獻(xiàn)[11]算法更具優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)：

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Energy saving cross-layer routing algorithm for guaranteeing QoS in wireless sensor Network

GAO Liangcheng,LIU Jie,LI Jianghua

(Department of Information Engineering， Tongling Vocational and Technical College， Tongling 244061， China)

Abstract：For the routing problems of guaranteeing QoS in Wireless Sensor Network(WSN), an energy saving cross-layer routing algorithm based on differentiated services and priority is put forward, in which the services are classified and then the residual energy, load and position of nodes are taken into account for path selection of ant colony algorithm. At same time，the channel with a lower switching probability is chosen. Simulation results show that the algorithm can improve the robustness of routing, reduce and balance energy consumption and is with optimal features such as low delay and long network lifespan under the conditions of premised guaranteed QoS.

Key words：Wireless Sensor Network(WSN)； Quality of Service(QoS)； energy saving； cross-layer； improved ant colony algorithm.

中圖分類號(hào)：TP 393

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-1374(2016)01-0063-06

DOI:10.15923/j.cnki.cn22-1382/t.2016.1.13

作者簡(jiǎn)介：高良誠(chéng)(1971-)，男，漢族，安徽樅陽(yáng)人，銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，碩士，主要從事認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和人工智能方向研究,E-mail:glc912@126.com.

基金項(xiàng)目：安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2016A713); 安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目(2013tszy061)

收稿日期：2015-12-14