基于改進(jìn)演化蟻群算法的無線自組網(wǎng)多播路由研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用的迅速發(fā)展,大眾對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求不再局限于有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),無線自組網(wǎng)技術(shù)的提出和廣泛應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有益補(bǔ)充。無線自組網(wǎng)是一種多跳的和動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò),與傳統(tǒng)的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)不同,無線自組網(wǎng)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施和路由器,它是由各移動(dòng)的主機(jī)本身通過無線連接而形成的自主系統(tǒng),且移動(dòng)主機(jī)本身不僅充當(dāng)路由器,同時(shí)也是作為一個(gè)通信的端節(jié)點(diǎn)。由于無線自組網(wǎng)中移動(dòng)主機(jī)的動(dòng)態(tài)變化性容易引起網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨著主機(jī)的移動(dòng)而

2、發(fā)生變化,從而導(dǎo)致主機(jī)本身能夠提供的帶寬都變得十分有限。因此,對(duì)無線自組網(wǎng)中的路由算法協(xié)議的研究就顯得尤為重要。
　　此外,隨著多媒體技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展和普及,多媒體業(yè)務(wù)具有的數(shù)據(jù)量大、時(shí)延敏感性強(qiáng)和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等問題都是不能忽視的,因此確保無線自組網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,簡(jiǎn)稱QoS)也是非常重要和迫切的。多播路由技術(shù)正是解決無線網(wǎng)絡(luò)中確保服務(wù)質(zhì)量問題的關(guān)鍵技術(shù)。多播技術(shù)不同于傳統(tǒng)的單播和廣播技術(shù),它是一種

3、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),能夠有效地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。
　　由于無線自組網(wǎng)本身的特性和QoS多播路由的特點(diǎn),無線自組網(wǎng)的QoS多播路由問題不僅是一個(gè)滿足多約束的問題,同時(shí)也是一個(gè)NP完全問題,用傳統(tǒng)的路由算法難以有效地解決。演化算法和蟻群算法作為求解NP完全問題的有效工具,已經(jīng)得到了諸多研究人員的關(guān)注。本論文在深入地研究了已有的網(wǎng)絡(luò)多播路由算法協(xié)議的基礎(chǔ)上,提出一種基于改進(jìn)演化蟻群算法的無線自組網(wǎng)多播路由算法(IEAMR

4、A),該算法克服了傳統(tǒng)路由算法在解決無線自組網(wǎng)QoS多播路由方面的不足,有效地提高了路由效率,節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源。
　　本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括:
　　1、提出了一種基于改進(jìn)演化蟻群算法的無線自組網(wǎng)QoS多播路由算法,該算法結(jié)合了演化算法和改進(jìn)的蟻群算法的優(yōu)點(diǎn),有效地利用了演化算法的全局搜索能力和改進(jìn)蟻群算法的并行性。
　　2、針對(duì)無線自組網(wǎng)QoS多播路由的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)蟻群算法進(jìn)行了改進(jìn)。首先在路徑上不再是按照以往的狀態(tài)轉(zhuǎn)移

5、公式選擇下一步,而是設(shè)定一個(gè)引導(dǎo)性公式來進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。此外,在信息素更新方式上也進(jìn)行改進(jìn),不再是待螞蟻?zhàn)咄暌徊骄蛯?duì)路徑上的信息素進(jìn)行局部更新調(diào)整,而是通過引入一個(gè)反饋的因子,通過該因子反饋先前的螞蟻搜索的消息,從而避免了螞蟻?zhàn)呋仡^路浪費(fèi)搜索時(shí)間。同時(shí)待螞蟻循環(huán)搜索完一次后也不再對(duì)所有所求的解采用全局的信息素更新調(diào)整,而是在記錄蟻群搜索的最優(yōu)和最差的路徑后,只對(duì)最優(yōu)路徑上的信息素進(jìn)行更新,較差路徑上的信息素采取削減的方式,從而引導(dǎo)螞蟻更好