基于粒子群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡多播路由算法.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡是一種多跳、自組織、分布式的無線網(wǎng)絡。整個網(wǎng)絡沒有固定的基礎設施,每個節(jié)點都是移動和動態(tài)變化的,可以隨時隨地快速進行部署。然而,無線信道固有的特點及節(jié)點移動造成網(wǎng)絡拓撲的頻繁變化,使得傳統(tǒng)用于Internet網(wǎng)絡的路由技術無法直接在Ad Hoc網(wǎng)絡中使用,需要根據(jù)其網(wǎng)絡特點設計新的路由協(xié)議。多播通信方式可以減少從單個源節(jié)點或多個源節(jié)點發(fā)送相同的信息到多個目的節(jié)點的通信代價,并且能夠節(jié)省網(wǎng)絡的傳輸帶寬、路由的處理時間和傳輸

2、時延,對于Ad Hoc網(wǎng)絡這種帶寬資源緊張、系統(tǒng)資源有限的網(wǎng)絡環(huán)境具有重要的應用價值。節(jié)點間的通信費用、傳輸帶寬、延時和延時抖動是影響Ad Hoc網(wǎng)絡多播樹性能的主要因素。本文以搜索Ad Hoc網(wǎng)絡最優(yōu)多播樹為研究目標,從分析粒子群算法的原理和Ad Hoc網(wǎng)絡的特點兩方面入手,對Ad Hoc網(wǎng)絡多播路由算法進行較深入的研究。具體研究內容如下:1.針對基本粒子群算法的易陷入局部極值、搜索精度不高等缺點改進了標準粒子群算法,把線性遞減的慣性

3、權重因子設計為自適應慣性權重因子,并在此基礎上提出了一種自適應粒子群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡多播路由算法(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。同時構建了Ad Hoc網(wǎng)絡中QoS多播網(wǎng)絡模型,采用罰函數(shù)處理約束條件來設計適應度函數(shù)。描述了APSO算法求解Ad Hoc網(wǎng)絡多播路由問題的實現(xiàn)過程,設計了一種新的整數(shù)編碼方案,將QoS多播路由優(yōu)化問題轉化為整數(shù)計算問題。仿真分析了APSO算法搜索到多播樹的費用值、

4、延時、延時抖動隨迭代次數(shù)和網(wǎng)絡規(guī)模的變化趨勢,并和傳統(tǒng)的GA算法和標準PSO算法搜索到的多播樹的性能進行比較。2.根據(jù)粒子群算法的缺點和模擬退火算法的優(yōu)點將兩個算法進行結合,提出一種基于模擬退火粒子群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡多播路由算法,描述了算法的實現(xiàn)過程,并利用輪盤賭策略產生模擬退火的新解。在20網(wǎng)絡節(jié)點、1個源節(jié)點、5個目的節(jié)點的網(wǎng)絡環(huán)境下,分析該算法搜索到的多播樹隨迭代次數(shù)的變化;并計算不同網(wǎng)絡規(guī)模下算法達到收斂時的多播樹的適應值