基于粒子群算法的Ad Hoc网络路由优化方法研究

摘要

Ad Hoc网络是由多个可移动节点组成的无线网络，它以无中心、自组织、不需要基础设施支持、采用分布式管理系统、网络拓扑结构灵活变化等特点应用在特殊领域，例如:灾区救援、战场、传感器网络等。由于这些特殊领域对网络的传输速度、传输延时、传输过程中的消耗有更高的要求，原有的Ad Hoc网络协议不能提供这些服务，因此在网络拓扑结构一直变化的Ad Hoc网络中，提供有服务质量保障的路径是一个很重要的任务。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)介绍标准PSO算法的思想、算法中参数的意义、算法的工作流程，在此基础之上，引入惯性权重(RandWPSO)、线性递减(LDWPSO)、收缩因子(CFPSO)、混沌(ACPSO)四种改进粒子群算法，采用MATLAB进行仿真实验，把四种算法应用到网络中，实验结果表明:ACPSO可以更快找到最优路径并且快速传输数据。
　　(2) AODV路由协议有两个缺点:没有考虑实际网络中带宽、时延和代价;路由表只存在唯一一条从源节点到目的节点的路径。根据这两个缺点，结合混沌粒子群算法对AODV协议的RREQ、RREP数据包进行改进，同时也改进路由发现，路由维护和修复机制。
　　(3)基于NS2仿真平台，对改进的AODV协议建立仿真模型并且进行实验，设置不同的网络环境，测试分组投递率、网络延时、路由发现频率。实验的结果表明:传输数据过程中，改进的协议比AODV协议找到的路由性能更高，可以更快、更稳定传输数据。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 Ad Hoc网络研究现状

1．2．2 粒子群算法研究现状

1．3 论文的组织结构

2 Ad Hoc网络

2．1．1 Ad Hoc网络特点及应用

2．1．2 Ad Hoc网络拓扑结构

2．2 Ad Hoc网络路由协议

2．2．1 路由协议简介

2．2．2 现有的Ad Hoc网络协议分类

2．3 Ad Hoc网络路由协议的QoS保障

2．4 本章小结

3．1．1 粒子群算法原理

3．1．2 粒子群算法与其它算法比较

3．2 几种常用的改进的粒子群算法

3．2．1 惯性权重改进算法(RandWPSO)

3．2．2 线性递减的权重(LDWPSO)

3．2．4 混沌粒子群算法(ACPSO)

3．3 ACPSO算法和其它各种改进粒子群算法的比较

3．4 ACPSO算法在网络拓扑结构中的仿真结果和分析

3．5 本章小结

4 基于ACPSO算法的Ad Hoc网络QoS路由协议

4．1 AODV-AC协议的概述

4．1．1 AODV关键技术和缺点概述

4．1．2 按需路由协议(AODV-AC)概述

4．2 AODV-AC协议

4．2．1 AODV-AC协议的通信包格式

4．2．2 AODV-AC协议的路由发现

4．2．3 AODV-AC协议的路由维护与路由修复

4．3 AODV-AC与AODV的对比

4．4 本章小结

5 仿真实验及性能分析

5．1 NS2网络仿真软件概述

5．2 仿真实验

5．2．1 仿真环境和参数

5．2．2 节点数目对协议性能的影响

5．2．3 不同速度对协议性能的影晌

5．2．4 网络负载对协议性能的影响

5．2．5 仿真实验结论

5．3 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位论文期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢