[发明专利]一种基于免疫原理的无线传感网络性能在线优化规划方法

摘要

本发明公开的一种基于免疫原理的无线传感网络性能在线优化规划方法，在一个完整的无线传感网络中，用免疫原理算法获得当前无线传感网络的最优资源配置，检测无线传感网络性能是否达到最优。在对抗体进行编码后，当无线传感网络性能降低时，对无线传感网络的网络资源配置进行检测，并采用免疫原理优化算法对无线传感网络的所有资源配置进行在线优化。优化中采用抗体克隆、抗体变异、抗体优秀学习、克隆选择、抗体压缩选择和相似度过滤、抗体种群招募、抗体训练收敛使得无线传感网络获得新的资源配置，并在新的资源配置下进行工作，实现通信资源的优化分配，减小由于资源配置带来的无线传感网络性能的下降。

主权项

1.一种基于免疫原理的无线传感网络性能在线优化规划方法，其特征在于，包括如下步骤：A、建立免疫系统与无线传感网络的映射关系：将B细胞或T细胞映射为传感器节点，将抗体映射为传感器节点待优化参数的组合，将病原体映射为事件信息源，将抗原映射为网络吞吐量；B、管理节点将初始化后的抗体封装到启动命令中发给叶子节点，各信道基站启动网络所有节点并下发每种抗体以配置叶子节点；C、各信道基站统计每种抗体的亲和度至上位机，归一化亲和度后停止所有叶子节点的工作；D、采用考虑了抗体克隆基数的克隆方程对亲和度较高抗体以及亲和度较低抗体进行动态克隆，考虑了抗体克隆基数的克隆方程为：其中，g_i(t)是第t次迭代中第i个抗体的亲和度归一化函数值，norm(·)是归一化函数，Aff(·)是亲和度函数，Ab_i(t)是第t次迭代中的第i个抗体，第t次迭代中第i个抗体Ab_i(t)以编码格式Ab_i(P,T,N,f)记录了包含：数据包包长P、安全发送间隙时间T、采样通道N、采样频率f的待优化参数组合，Nc_i(t+1)为第t次迭代中第i个抗体Ab_i(t)的克隆数，r₁是[0,1]内的随机数，Nc_max是抗体的最大克隆数，是抗体克隆因子，n是幂函数的指数，Nc₀是抗体的克隆基数；E、采用基于亲和度的受控高斯函数调节变异水平以实现对克隆形成的各抗体群进行变异操作，变异方程为：ΔAb_i(t+1)是父抗体与子抗体之间的变异值，γ是变异倍数，η是控制因子；F、管理节点将变异进化后的抗体群并封装到启动命令中循环发送给叶子节点；G、多信道基站再次启动网络并陆续下发各种抗体群中的各个抗体以配置叶子节点；H、多信道基站统计每种抗体群中每个抗体的亲和度至上位机；I、提取各种抗体群中与抗原亲和度最大的抗体组成新抗体群；J、对新抗体群进行压缩选择和相似度过滤处理；K、以步骤J处理得到的抗体群以及从步骤E变异操作后抗体群中招募的样本作为下一轮变异样本，返回步骤C，下一轮变异样本中抗体群数目不超过克隆种群数的设定值。