[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙生物啟發(fā)的無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)路由決策方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410040881.X
• 申請(qǐng)日: 2014-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103813404B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明川;吳慶濤;鄭瑞娟;婁穎;白秀玲;魏汪洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W40/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W40/02;H04W84/18
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41120
• 代理人: 羅民健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)路由決策方法。?

背景技術(shù)

路由選擇決策是指選擇通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)傳輸信息的通道，而且至少通過(guò)一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。路由選擇工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層。?

移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)自治的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它沒(méi)有事先部署的基礎(chǔ)設(shè)施，比如路由器、基站等。移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)同時(shí)具有事務(wù)處理和路由器的功能。移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、有限帶寬、有限電池能量和頻繁節(jié)點(diǎn)故障等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)的路由決策方法比較復(fù)雜。?

現(xiàn)有的移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)路由方法一般考慮路由的以下特征：效率、節(jié)能、安全、可靠、健壯等。從采用技術(shù)方面，現(xiàn)有的路由決策方法一般采用一種數(shù)學(xué)模型對(duì)路由決策方案進(jìn)行建模，然后討論如何進(jìn)行優(yōu)化。這些方案中，沒(méi)有將路由效率、能量消耗等問(wèn)題分開(kāi)對(duì)待。由于取得效率優(yōu)、能量?jī)?yōu)等是需要采用不同的模型，然后再對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一融合才能取得更好地的效果。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)單一模型解決路由一個(gè)或多個(gè)方面特性帶來(lái)的效率問(wèn)題。本發(fā)明提供一種新的路由決策方法，采用智慧螞蟻算法和絨泡菌優(yōu)化決策算法分別進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)、路由選擇和路由優(yōu)化，達(dá)到無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)路由決策的目的。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，所提供的技術(shù)方案是：一種雙生物啟發(fā)的無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)路由決策方法，所述自組網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均設(shè)有鄰域路由表和外域路由表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)定期對(duì)其鄰域路由表進(jìn)行維護(hù)，并在需要尋找外域節(jié)點(diǎn)路由時(shí)進(jìn)行外域路由表維護(hù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在需要向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行路由決策，在需要向目的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)；在進(jìn)行路由表維護(hù)和路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)利用螞蟻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)和更新路由，在自組網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)均建立人工信息素表，以人工信息素值的大小反映該節(jié)點(diǎn)到其鄰域節(jié)點(diǎn)路徑被使用的頻度；?

所述的螞蟻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括用于鄰域路由表維護(hù)的先應(yīng)式前向智慧螞蟻和先應(yīng)式后向智慧螞蟻、用于外域路由表維護(hù)的反應(yīng)式前向智慧螞蟻和反應(yīng)式后向智慧螞蟻，以及通知螞蟻和錯(cuò)誤螞蟻；所述的先應(yīng)式前向智慧螞蟻從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出并記錄有源節(jié)點(diǎn)地址和節(jié)點(diǎn)跳轉(zhuǎn)次數(shù)，先應(yīng)式后向智慧螞蟻在先應(yīng)式前向智慧螞蟻達(dá)到鄰域節(jié)點(diǎn)后生成，并攜帶源節(jié)點(diǎn)地址、目的節(jié)點(diǎn)地址、跳轉(zhuǎn)次數(shù)向源節(jié)點(diǎn)返回；所述的反應(yīng)式前向智慧螞蟻從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出并記錄有源節(jié)點(diǎn)地址、目的節(jié)點(diǎn)地址及跳轉(zhuǎn)次數(shù)，反應(yīng)式后向智慧螞蟻在反應(yīng)式前向智慧螞蟻達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)后生成，并攜帶源節(jié)點(diǎn)地址、目的節(jié)點(diǎn)地址、跳轉(zhuǎn)次數(shù)向源節(jié)點(diǎn)返回；所述的通知螞蟻生成于路由轉(zhuǎn)發(fā)途中路由發(fā)生改變的節(jié)點(diǎn)并攜帶正確的源節(jié)點(diǎn)地址和目的節(jié)點(diǎn)地址向源節(jié)點(diǎn)返回，以修改返回途中各節(jié)點(diǎn)路由表中的相應(yīng)條目；所述的錯(cuò)誤螞蟻生成于路由轉(zhuǎn)發(fā)途中路由失效的節(jié)點(diǎn)并向源節(jié)點(diǎn)返回，用于刪除返回途中各節(jié)點(diǎn)路由表中的錯(cuò)誤路由條目。

所述鄰域路由表維護(hù)的方法為：?

（1）、要進(jìn)行鄰域路由表維護(hù)的節(jié)點(diǎn)作為源節(jié)點(diǎn)通過(guò)廣播方式發(fā)送先應(yīng)式前向智慧螞蟻，并在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)接收反饋信息；

（2）、當(dāng)先應(yīng)式前向智慧螞蟻到達(dá)一個(gè)鄰域內(nèi)節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先將該先應(yīng)式前向智慧螞蟻的跳轉(zhuǎn)次數(shù)減1，之后該鄰域內(nèi)節(jié)點(diǎn)判斷是否接收過(guò)該先應(yīng)式前向智慧螞蟻，如果沒(méi)有接收過(guò)就產(chǎn)生一個(gè)先應(yīng)式后向智慧螞蟻，攜帶從該節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的路由返回源節(jié)點(diǎn)；然后判斷該先應(yīng)式前向智慧螞蟻的跳轉(zhuǎn)次數(shù)是否為0，如不為0則由該節(jié)點(diǎn)向除上一級(jí)節(jié)點(diǎn)外的其它鄰域節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該先應(yīng)式前向智慧螞蟻；

（3）、當(dāng)先應(yīng)式后向智慧螞蟻向源節(jié)點(diǎn)返回途中，從節(jié)點(diǎn)m跳轉(zhuǎn)到節(jié)點(diǎn)n時(shí)，它感知節(jié)點(diǎn)n的待處理隊(duì)列長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)n收到節(jié)點(diǎn)m的信號(hào)強(qiáng)度，并按公式?計(jì)算從節(jié)點(diǎn)n到節(jié)點(diǎn)目的節(jié)點(diǎn)j的鏈路質(zhì)量，按公式??計(jì)算從節(jié)點(diǎn)n到目的節(jié)點(diǎn)j的鏈路負(fù)載；其中，，和是常數(shù)，是節(jié)點(diǎn)n接收到節(jié)點(diǎn)m的信號(hào)強(qiáng)度，是節(jié)點(diǎn)j的負(fù)載，是從節(jié)點(diǎn)n到節(jié)點(diǎn)j的鏈路質(zhì)量；是從節(jié)點(diǎn)n到節(jié)點(diǎn)j的鏈路負(fù)載；

（4）、當(dāng)一個(gè)先應(yīng)式后向智慧螞蟻到達(dá)源節(jié)點(diǎn)后，利用公式計(jì)算該螞蟻攜帶的從源節(jié)點(diǎn)到達(dá)另一節(jié)點(diǎn)的路由可用性，并按照可用性大小順序?qū)⒃撚涗洸迦氲皆垂?jié)點(diǎn)鄰域路由表合適的位置；其中，s代表源節(jié)點(diǎn)，j代表另一節(jié)點(diǎn)，是源節(jié)點(diǎn)s到目的節(jié)點(diǎn)j鏈路的可用性，節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)j的鏈路質(zhì)量，是節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)j的鏈路負(fù)載，是節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)j的跳數(shù)，是常數(shù)。

所述外域路由表維護(hù)的方法為：?