[發(fā)明專利]一種基于蟻群路由算法連通預(yù)測(cè)的能效最優(yōu)化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810353251.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN108551661A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙海濤;朱炫培;丁儀;李揚(yáng);朱洪波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/40
• 分類號(hào): H04W4/40;H04W40/02;H04W84/18;H04L29/08
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明公開了一種基于蟻群路由算法連通預(yù)測(cè)的能效最優(yōu)化方法，包括步驟基于蟻群建立一個(gè)路由算法，并且初始化蟻群的種群和參數(shù)，確定路由算法的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)；根據(jù)對(duì)蟻群的初始化選擇一組螞蟻至路由算法的源節(jié)點(diǎn)，依次控制螞蟻從源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)至目的節(jié)點(diǎn)；每只螞蟻在移動(dòng)過程中通過概率選擇公式進(jìn)行轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)的選擇，直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)停止，并在移動(dòng)過程中實(shí)時(shí)修改自身的禁忌表；對(duì)每只螞蟻從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑按照設(shè)定公式進(jìn)行排序，并根據(jù)排序結(jié)果判定螞蟻的特性；設(shè)定最優(yōu)路徑的條件，根據(jù)螞蟻的判定結(jié)果對(duì)螞蟻實(shí)施信息素獎(jiǎng)懲，最后更新每只螞蟻相對(duì)應(yīng)路徑上的信息素，根據(jù)信息素是否符合條件選擇最優(yōu)路徑；本發(fā)明均衡了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎摹?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于蟻群路由算法連通預(yù)測(cè)的能效最優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

基于車輛自組織網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的特性，VANET中路由算法的設(shè)計(jì)具有更加嚴(yán)苛的要求：路由算法要求適用于高度動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由于VANET網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖畲筇攸c(diǎn)就是實(shí)時(shí)變化，所以能夠滿足高動(dòng)態(tài)特性是算法設(shè)計(jì)的首要前提。路由算法要求具有很好的魯棒性，VANET網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，其存在于城市、鄉(xiāng)村和高速等多種場(chǎng)景，好的網(wǎng)絡(luò)魯棒性是保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)；而目前VANET網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸基本上都依賴于使用無線通信，并且這些傳輸設(shè)備通常是由電力驅(qū)動(dòng)的。而隨著人類社會(huì)不斷進(jìn)步，資源快速消耗成為世界性難題，現(xiàn)在“低碳經(jīng)濟(jì)”的相關(guān)理念已經(jīng)滲透到了運(yùn)輸、能源、交通、信息科技等各個(gè)行業(yè)。這就要求車輛節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)候需要考慮能量消耗的因素，因此在VANET中設(shè)計(jì)一種高效節(jié)能的信號(hào)傳遞方式顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的的題，提供一種基于蟻群路由算法連通預(yù)測(cè)的能效最優(yōu)化方法，具體技術(shù)方案如下：

一種基于蟻群路由算法連通預(yù)測(cè)的能效最優(yōu)化方法，所述方法基于蟻群建立路由算法，通過遍歷蟻群所有螞蟻找到從而找到最優(yōu)路徑，所述方法包括步驟：

S1：基于蟻群建立一個(gè)路由算法，并且初始化蟻群的種群和參數(shù)，確定路由算法的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)；

S2：根據(jù)對(duì)蟻群的初始化選擇一組螞蟻至路由算法的源節(jié)點(diǎn)，依次控制螞蟻從源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)至目的節(jié)點(diǎn)；

S3：每只螞蟻在移動(dòng)過程中通過概率選擇公式進(jìn)行轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)的選擇，直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)停止，并在移動(dòng)過程中實(shí)時(shí)修改自身的禁忌表；

S4：對(duì)每只螞蟻從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑按照設(shè)定公式進(jìn)行排序，并根據(jù)排序結(jié)果判定螞蟻的特性；

S5：設(shè)定最優(yōu)路徑的條件，根據(jù)螞蟻的判定結(jié)果對(duì)螞蟻實(shí)施信息素獎(jiǎng)懲，最后更新每只螞蟻相對(duì)應(yīng)路徑上的信息素，根據(jù)信息素是否符合條件選擇最優(yōu)路徑。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括步驟，判斷是否有節(jié)點(diǎn)可以作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如果沒有，所述螞蟻將返回當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的上一節(jié)點(diǎn)，并且將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列入禁忌列表中。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述螞蟻的下一跳節(jié)點(diǎn)通過式計(jì)算。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述螞蟻的特性判斷包括精英螞蟻和惰性螞蟻。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，當(dāng)所述螞蟻從所述源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到所述目的節(jié)點(diǎn)后，還會(huì)從所述目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)反饋回關(guān)于所述目的節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息。