收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于蚁群优化的网络路由技术研究

郑巍  
【摘要】:蚁群优化算法是一种新型的仿生类进化算法,具有鲁棒性较强、分布式计算和易于实现等特点,已在众多领域得到了广泛的应用.本文研究了蚁群优化算法在网络路由优化中的应用,就如何求解无线传感器网络的分簇路由问题、无线传感器网络的移动代理路由问题、多层网络(两层和三层)的路由优化问题和WDM光网络的路径保护问题进行了研究.本文的主要工作如下: 1.研究了蚁群算法在无线传感器网络分簇问题中的应用.本文提出了一种基于蚁群算法的无线传感器网络分簇算法.该算法先在无线传感器网络本身结构的基础上形成簇,并应用模块度的概念来评估所形成的簇结构是否与真实的网络结构相匹配.基于上述所得到的稳定簇结构,在每个簇内依据节点的剩余能量和簇内能量分布情况来选取簇头;然后,提出了基于蚁群优化的簇间多跳路由算法,从而生成以基站为根节点,以簇头为叶节点的数据传输树.仿真结果表明,与已有较好分簇算法相比,该算法能够获得一个更合理稳定的簇分布,并能有效地延长传感器网络的寿命. 2.针对基于事件驱动的无线传感器网络,提出了一种动态传感器网络移动代理路由算法.该算法赋予移动代理以蚂蚁的特性,设计了一种新的路径选择概率模型,使移动代理能找到一条从处理节点到目标节点之间的能量有效路径,该路径兼顾了路径上节点能量消耗和节点剩余能量情况,并提出了路径最优度的概念用以评价路径的优化性能;为了适应网络的动态变化,该算法制定了新的蚁群局部信息素再初始化规则,该规则在网络中发生动态变化的节点附近进行局部信息素再初始化,在保留了大部分原有最优路径信息的同时,也能在局部搜寻到新的路径,因此,在路径上有节点失效的情况下,该算法可以快速恢复最优路径.仿真实验表明,与其他算法相比,该算法能找到一条能量消耗最小且节点剩余能量最多的有效路径;此外还验证了路径恢复的有效性. 3.研究了动态情况下两层网络(IP over WDM)的区分综合选路问题,提出了一种基于蚁群优化的区分综合选路算法.该算法首先利用分层图模型,将传统的路由和波长分配问题(Routing and Wavelength Assignment, RWA)转换为路由问题.在此基础上,对该路由问题进行选路,通过将寻路蚂蚁放置在控制平面,使得在控制平面的选路和在数据平面的业务传输同步进行,从而为每一个到达的业务实时地进行选路;该算法综合考虑到路径的跳数和路径上链路的拥塞情况,能有效地降低业务阻塞率.最后,利用多类不同的蚂蚁对应不同粒度请求的业务,为不同的业务进行有区分的选路,使得高粒度请求的业务能绕开关键链路,从而在关键链路上承载更多的业务,进一步降低阻塞率.仿真实验表明,与其他算法相比,该算法在业务阻塞率和业务阻塞公平性方面具有更好的性能. 4.研究了动态情况下三层网络(IP over SDH over WDM)的路由优化问题.为了有效降低三层动态网络中的业务阻塞率,文中提出了三层动态网络联合优化选路算法.该算法分为两种模式:在模式1中,上层网络中被阻塞的业务可以开放地利用下层网络的空闲资源,将上层网络中被阻塞的业务下放到下层网络中进行传输;在模式2中,将三层网络整合成为一个网络,从而将多层网络转换为一个综合网络,在这个综合网络中为每一个业务进行选路.在这两种模式中采用蚁群策略为动态业务进行选路,并提出了一个新的前向蚂蚁路径选择概率模型和路径质量评判参数,使得所选的路径能兼顾链路利用率和路径跳数.仿真实验表明,同其他算法相比,本文提出的算法可以有效地降低三层动态网络的阻塞率. 5.针对WDM光网络中的路径保护问题,提出了一种自组织的共享路径保护算法.该算法中在用蚂蚁代理来搜索主用路径时,能兼顾到路径上的负载以减少阻塞率;搜索备用路径的过程中,不同的备用路径上派出的蚂蚁代理将会释放同一种信息素,以使得不同的备用路径可以共享使用更多备用资源;在多链路失效的情况下,该算法将会派出蚂蚁代理自组织地寻找主用路径和备用路径上的可用资源,并利用这些资源构造新的路径,以达到路径恢复的目的.仿真实验表明,与其他算法相比,本文提出的算法有着更低的网络阻塞率、更高的资源利用率和更强的保护能力.


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曹方;;构筑全球无线传感器网络[J];上海信息化;2011年08期
2 张小波;程良伦;;SAHRC:一种基于分簇的无线传感器网络路由控制算法[J];电子与信息学报;2011年08期
3 李明涛;;基于ZigBee技术的无线传感器网络在油田的应用研究[J];信息系统工程;2011年08期
4 彭利民;;基于多目标规划的WSN矩阵乘路由算法[J];兰州理工大学学报;2011年03期
5 ;什么是无线传感器网络(WSN)[J];软件;2010年09期
6 Iboun Taimiya Sylla;;无线传感器网络:一种低功耗、无线型应用[J];今日电子;2011年09期
7 吕晓峰;;无线传感器的网络技术应用分析[J];价值工程;2011年21期
8 黄理;张晋;;无线传感器网络软硬件组成综述[J];电脑知识与技术;2011年16期
9 马新华;;无线传感器网络数据融合技术研究[J];科技信息;2011年18期
10 党月芳;;无线传感器网络在军事领域中的应用研究[J];信息通信;2011年03期
11 何泾沙;张旸;张玉强;徐晶;;无线传感器网络防攻击技术研究[J];信息网络安全;2011年07期
12 潘恒曦;辛旺;范蟠果;;Zigbee在无线传感器网络中的应用[J];机械与电子;2010年S1期
13 王健;;IPv6在无线传感器网络中的应用研究[J];科技促进发展(应用版);2011年02期
14 李合菊;;基于无线传感器网络的路由协议的研究[J];科技信息;2011年18期
15 孙维信;;基于无线传感器网络的列车运行环境监测系统研究[J];数字技术与应用;2011年08期
16 张会彦;鲁斌;;无线传感器网络分簇算法研究综述[J];中国新技术新产品;2010年20期
17 刘恒;何光耀;;无线传感器网络应用于医疗领域的展望[J];信息与电脑(理论版);2011年07期
18 王勇;;试论无线传感器网络的应用[J];China's Foreign Trade;2011年14期
19 成坚;王宏新;易哲菁;包化;;无线传感器网络在军械仓库环境监测中的应用研究[J];科技创新导报;2011年21期
20 邓小飞;徐倩;黄光亚;;无线传感器网络能效路由协议的研究进展[J];吉首大学学报(自然科学版);2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;;基于无线传感器网络的室内定位系统[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
2 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 骆吉安;柴利;;无线传感器网络的滚动时域状态估计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 曹芳菲;何文麟;陈红;;无线传感器网络中基于预测的Top-k监测(英文)[A];第二十五届中国数据库学术会议论文集(一)[C];2008年
5 龙昭华;李景中;蒋贵全;张林;;基于无线传感器网络的普适计算研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
6 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 刘阳;杨晓春;王斌;于戈;李斌阳;;无线传感器网络中一种基于历史数据分组的感知查询技术[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
8 马礼;唐长茂;;一种基于分簇的无线传感器网络数据存储管理系统[A];2010年第16届全国信息存储技术大会(IST2010)论文集[C];2010年
9 梁(韦华);于海斌;;无线传感器网络物理层协议的研究现状[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
10 袁蕊;;基于矿井节能的无线传感器网络MAC协议的研究[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵宝康;无线传感器网络隐私保护关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 姜宇;基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究[D];吉林大学;2011年
3 周彦;无线传感器网络中基于量化信息的目标状态估计与融合[D];上海交通大学;2010年
4 谷雨;无线传感器网络中目标覆盖的研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 马永波;无线传感器网络精确动态定位及其安全性问题研究[D];吉林大学;2010年
6 罗丹彦;无线传感器网络能量高效组建关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 毕嘉娜;无线传感器网络能量有效安全路由协议研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 李哲涛;多媒体无线传感器网络中若干算法研究[D];湖南大学;2010年
9 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 李玉凯;无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余清;无线传感器网络中多信道分配问题研究[D];浙江大学;2011年
2 赵方林;无线传感器网络双穴容错路由的研究[D];东北大学;2008年
3 孙可佳;一种无线传感器网络路由算法的设计与实现[D];华中科技大学;2010年
4 杜宽;无线传感器网络路由节能算法[D];沈阳工业大学;2011年
5 程寒杰;温室无线传感器网络嵌入式网关节点设计与实现[D];西北农林科技大学;2010年
6 钱桂芬;基于无线传感器网络的大坝渗压监测系统设计[D];武汉理工大学;2010年
7 于江龙;无线传感器网络容错性及拓扑控制问题研究[D];杭州电子科技大学;2011年
8 韩颖;基于无线传感器网络的室内环境监控系统[D];沈阳工业大学;2010年
9 李继荣;异构无线传感器网络覆盖问题研究[D];山东大学;2010年
10 蒋禧;无线传感器网络拥塞控制机制研究[D];北京林业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;无线传感器网络供电获新援[N];计算机世界;2004年
2 温雅路;利用无线传感器网络提高地质灾害监测能力[N];人民邮电;2008年
3 赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询师 王坤;国内外物联网技术研究进展[N];通信产业报;2009年
4 本报记者 姚传富;科学准确地认识物联网[N];人民邮电;2009年
5 美国专利律师 谭文晔 薛之扬;无线传感器网络技术专利分析[N];科技日报;2010年
6 沈建苗 编译;理智部署无线传感网[N];计算机世界;2010年
7 卞 辑;无线传感器网络观测平台投入应用[N];中国气象报;2011年
8 本报记者 赵建国;无线传感器网络改变未来世界[N];中国知识产权报;2011年
9 罗清岳;让无线传感器网络走入生活[N];电子资讯时报;2007年
10 记者 陆成钢 通讯员 尚晓天;以无线传感器网络打造智能化城市[N];嘉兴日报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978