17、基于布谷鸟调度算法的无线传感器网络寿命优化

基于布谷鸟调度算法的无线传感器网络寿命优化

1. 引言

在无线传感器网络（WSN）的设计中，网络寿命优化是一个重要因素。本文将介绍一种布谷鸟调度算法（CSA），用于提高基于簇的WSN的寿命。该算法主要包括聚类和调度两个阶段，下面将详细介绍其具体内容。

2. 调度阶段

调度阶段在聚类阶段之后周期性地开始，每个周期包含三个步骤：簇头选择、基于布谷鸟算法（CS）的传感器节点活动调度优化以及监测。

2.1 簇头选择

在形成簇之后，每个簇内的核心点（传感器节点）会进行信息交换，每个核心点向簇内的所有核心点发送包含剩余功率、状态、位置、成员数量、簇内设备总数等必要信息的消息。
每个传感器节点会利用簇内其他节点的信息来计算式（1）：
[
FitVal_j = \frac{E_{remaining}}{E_{initial}} + \left(1 - \sum_{j\in N} \left\lVert S_j(x, y) - S_i(x, y) \right\rVert \right) + \frac{S_j(Members)}{Cluster(Members)}
]
其中，$E_{remaining}$ 是节点 $j$ 的剩余能量，$E_{initial}$ 是节点 $j$ 的初始能量值，$N$ 是当前簇中的节点数量，$S_j(x, y)$ 和 $S_i(x, y)$ 分别是节点 $S_j$ 和 $S_i$ 的位置，$S_j(Members)$ 表示节点 $j$ 的成员节点数量，$Cluster(Members)$ 表示簇内的节点总数。
给出式（1）更好值的节点将被选为当前簇在该周期的簇头。整个簇内的设