面向煤礦工作面的定位無線傳感器網絡傳輸性能優化

方祖浩，趙小虎，王海波，王晶晶

(1.礦山物聯網應用技術國家地方聯合工程實驗室，江蘇 徐州 221008;2.中國礦業大學 信息與控制工程學院，江蘇 徐州 221008；3.中煤科工集團常州研究院有限公司，江蘇 常州 213015；4.天地(常州)自動化股份有限公司，江蘇 常州 213015；5.潞安集團 余吾煤業有限責任公司，山西 長治 046100)

0 引言

無線傳感網絡(Wireless Sensor Network，WSN)在工業上的應用正變得越來越具體化、專一化，出現了用于精確定位的定位無線傳感網絡(Positioning WSN, PWSN)[1]、用于深入測距的探測無線傳感網絡(Exploring WSN)[2]、用于實時監控的監測無線傳感網絡(Monitoring WSN)[3]等。其中PWSN已被應用于煤礦工作面中，煤礦井下環境復雜、事故多發、干擾較強，PWSN必須具有較好的魯棒性和較長的網絡壽命。然而，網絡整體性能的提升標準是有效性和可靠性的動態平衡，單方面提升網絡可靠性可能會影響網絡的傳輸性能，如網絡帶寬、傳輸時間、丟包率等[4]。

為了實現網絡傳輸性能的提升，研究人員提出了許多針對性的傳輸調度方法，如文獻[5]提出文化基因算法(Memetic Algorithm，MA)，通過篩選優質信息，減少網絡冗余和傳輸時延，但該方法過濾掉了大量受損信息，導致接收誤差較大、丟包較多；文獻[6]提出差分進化人工蜂群(Artificial Bee Colong with Differential Evolution，DE-ABC)算法，通過將信息種群模擬成蜂群，再通過差分計算完成進化過程，該算法能夠保證較高的傳輸準確性和較低的丟包率，但是因為計算復雜度較高，占據過多的網絡帶寬，使得網絡的傳輸時延較長。

針對上述問題，本文綜合考慮傳輸時間和丟包率這兩項性能指標……