基于粒子群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多播路由算法.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種多跳、自組織、分布式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是移動(dòng)和動(dòng)態(tài)變化的,可以隨時(shí)隨地快速進(jìn)行部署。然而,無(wú)線信道固有的特點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞念l繁變化,使得傳統(tǒng)用于Internet網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)無(wú)法直接在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中使用,需要根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)設(shè)計(jì)新的路由協(xié)議。多播通信方式可以減少?gòu)膯蝹€(gè)源節(jié)點(diǎn)或多個(gè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同的信息到多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的通信代價(jià),并且能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬、路由的處理時(shí)間和傳輸

2、時(shí)延,對(duì)于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)這種帶寬資源緊張、系統(tǒng)資源有限的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有重要的應(yīng)用價(jià)值。節(jié)點(diǎn)間的通信費(fèi)用、傳輸帶寬、延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)是影響Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多播樹性能的主要因素。本文以搜索Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)多播樹為研究目標(biāo),從分析粒子群算法的原理和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)兩方面入手,對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多播路由算法進(jìn)行較深入的研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.針對(duì)基本粒子群算法的易陷入局部極值、搜索精度不高等缺點(diǎn)改進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法,把線性遞減的慣性

3、權(quán)重因子設(shè)計(jì)為自適應(yīng)慣性權(quán)重因子,并在此基礎(chǔ)上提出了一種自適應(yīng)粒子群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多播路由算法(APSO),將微粒在解空間中的飛行搜索過程映射為多播樹的樹形變換過程。同時(shí)構(gòu)建了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中QoS多播網(wǎng)絡(luò)模型,采用罰函數(shù)處理約束條件來(lái)設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)。描述了APSO算法求解Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多播路由問題的實(shí)現(xiàn)過程,設(shè)計(jì)了一種新的整數(shù)編碼方案,將QoS多播路由優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為整數(shù)計(jì)算問題。仿真分析了APSO算法搜索到多播樹的費(fèi)用值、

4、延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)隨迭代次數(shù)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變化趨勢(shì),并和傳統(tǒng)的GA算法和標(biāo)準(zhǔn)PSO算法搜索到的多播樹的性能進(jìn)行比較。2.根據(jù)粒子群算法的缺點(diǎn)和模擬退火算法的優(yōu)點(diǎn)將兩個(gè)算法進(jìn)行結(jié)合,提出一種基于模擬退火粒子群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多播路由算法,描述了算法的實(shí)現(xiàn)過程,并利用輪盤賭策略產(chǎn)生模擬退火的新解。在20網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、1個(gè)源節(jié)點(diǎn)、5個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,分析該算法搜索到的多播樹隨迭代次數(shù)的變化;并計(jì)算不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模下算法達(dá)到收斂時(shí)的多播樹的適應(yīng)值