基于蟻群優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由.pdf

1、隨著Internet和移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，移動(dòng)計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)前通信與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)一個(gè)十分活躍的話(huà)題。Ad hoc網(wǎng)絡(luò)作為一種特殊形式的移動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可廣泛應(yīng)用于軍事指揮、傳感器網(wǎng)絡(luò)、一些緊急場(chǎng)合以及個(gè)人通信網(wǎng)。由于Ad hoc的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的頻繁移動(dòng)造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，路由問(wèn)題成為研究與應(yīng)用的關(guān)鍵以及難點(diǎn)，路由協(xié)議是該網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信最關(guān)鍵、最核心的問(wèn)題。
　　 本文在分析Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，研究常見(jiàn)Ad h

2、oc的路由協(xié)議基礎(chǔ)上，總結(jié)了現(xiàn)有的路由協(xié)議中存在的一些問(wèn)題，并對(duì)蟻群算法進(jìn)行分析，將蟻群優(yōu)化算法應(yīng)用于路由協(xié)議當(dāng)中，通過(guò)大量的理論分析以及相應(yīng)的公式推導(dǎo)，最后提出兩種相應(yīng)的算法改進(jìn)，通過(guò)仿真，該改進(jìn)均能使得網(wǎng)絡(luò)的性能獲得一定的提升。本論文的主要工作如下：
　　 1.研究Ad Hoc的背景，包括Ad Hoc的特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，其中重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)中的路由協(xié)議。
　　 2.對(duì)Ad Hoc的常見(jiàn)路由協(xié)議進(jìn)行分析

3、，包括表驅(qū)動(dòng)協(xié)議和按需路由協(xié)議，其中表驅(qū)動(dòng)協(xié)議有DSDV和ERP協(xié)議等，按需驅(qū)動(dòng)協(xié)議有AODV、DSR、ABR、TORA協(xié)議等。
　　 3.分析基本的蟻群優(yōu)化算法，對(duì)蟻群優(yōu)化算法進(jìn)行了描述并對(duì)其原理進(jìn)行了分析，研究了蟻群優(yōu)化算法在TSP問(wèn)題中的應(yīng)用，闡述了蟻群優(yōu)化算法的實(shí)現(xiàn)方法，概要的介紹了一下蟻群優(yōu)化算法的收斂性。最后總結(jié)出一種“三步走”選擇蟻群優(yōu)化算法最優(yōu)組合參數(shù)的有效方法，該方法對(duì)用蟻群優(yōu)化算法解決相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)化問(wèn)題有一定

4、的參考價(jià)值，這非常有利于蟻群優(yōu)化算法在其它優(yōu)化領(lǐng)域中的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
　　 4.在Ad Hoc路由介紹和蟻群優(yōu)化算法分析的基礎(chǔ)上，將蟻群優(yōu)化算法加入Ad Hoc路由中，提出一種基于蟻群優(yōu)化的路由算法。通過(guò)對(duì)蟻群優(yōu)化的路由算法進(jìn)行仿真，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的平均端到端的延遲（average end-to-end delay）、數(shù)據(jù)包的分組投遞率（packet delivery ratio）以及網(wǎng)絡(luò)的路由開(kāi)銷(xiāo)（routingoverh

5、ead）與AODV進(jìn)行了分析比較，說(shuō)明該算法性能明顯優(yōu)于AODV算法。
　　 在對(duì)蟻群優(yōu)化算法進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)算法中的參數(shù)α，β對(duì)算法全局性和收斂速度的分析，提出一種改進(jìn)的蟻群優(yōu)化路由算法，通過(guò)仿真表明該改進(jìn)算法獲得一定程度上的性能改進(jìn)。分析目前大多數(shù)路由算法，大多都是以跳數(shù)最少作為選擇標(biāo)準(zhǔn)，但是由于一條路徑的局限性，因此第四章中提出一種基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的蟻群優(yōu)化路由算法，將節(jié)點(diǎn)剩余能量加入信息素更新中。通過(guò)仿真表明，基