蟻群優(yōu)化在移動自組網MPR節(jié)點選擇問題中的應用研究.pdf

1、移動自組網(MANET)是一種特殊的由移動節(jié)點所組成的多跳自組織通信網絡。與其它類型的網絡相比，移動自組網具有靈活性、健壯性等特點，使其得到越來越廣泛的關注，并在通信技術研究中占有重要地位。
　　 在移動自組網中，多點中繼機制(MPR)在移動網絡中被用來減少消息重復轉發(fā)的次數，進而限制了網絡中的泛洪消息數，降低了網絡開銷。該機制要求網絡中的節(jié)點從本節(jié)點的一跳鄰居集合中選出若干個可以覆蓋其所有二跳鄰居的節(jié)點構成MPR節(jié)點集合，并且

2、僅通過MPR節(jié)點轉發(fā)消息。但由于最小MPR集的選取屬于NP難問題，傳統(tǒng)的貪心算法方法在求解精度上往往無法取得較好的結果，尤其是在網絡密度較大的環(huán)境下。
　　 針對以上問題，本文將蟻群優(yōu)化用于最小MPR集選取問題的求解，并給出了一種基于候選解的改進蟻群算法CSACO。通過使用候選解集進行信息素的更新，提高了算法的收斂速度，同時避免了算法陷入早熟。模擬實驗表明，CSACO可以有效降低MPR集的大小，同時在較短的時間內收斂到最優(yōu)解，提

3、高網絡性能。
　　 本文的主要工作包括以下內容:
　　 1)總結并分析了移動自組網中常見的路由協(xié)議；研究了多點中繼機制的原理，并給出了當前提出的用于進行MPR節(jié)點選取的方案，并分析了各自的優(yōu)缺點。
　　 2)通過對蟻群算法的機制的深入研究，給出了解決最小MPR集選取問題的蟻群算法模型，詳細介紹了模型中各個組成部分，包括適應函數的構造、節(jié)點選擇的概率方程以及信息素更新方程的建立。為了驗證模型的有效性，建立了仿真實驗

4、環(huán)境，通過生成不同的網絡環(huán)境并對各種環(huán)境下的對比實驗數據進行分析，進行算法的求解性能評估。
　　 3)由于蟻群算法尋解速度較慢，易陷局部最優(yōu)，在對已有的改進蟻群算法進行研究后，本文提出了一種基于候選解的改進蟻群算法CSACO。通過使用候選解集進行信息素的更新，提高了算法的收斂速度，同時避免了算法陷入早熟。模擬實驗表明，相比于其它的MPR節(jié)點選擇方法，CSACO可以有效降低MPR集的大小，同時在較短的時間內收斂到最優(yōu)解，提高網絡性