[发明专利]基于粒子群算法的二维片上网络自适应路由方法

权利要求书

1.一种基于粒子群算法的二维片上网络自适应路由方法，其特征在于，在二维片上网络中将源节点到目的节点的路径编码为一个粒子，将粒子所有可能的路径编码作为搜索空间，粒子有位置和速度两个属性，粒子的位置代表路径中节点的有序编号，速度代表该粒子向最优路径靠近的程度；路由方法包括以下步骤：

S01：源节点向目的节点按照确定性路由进行数据传输，选择N条有效路径作为N个初始种群粒子，进行粒子群算法路由选择；初始化粒子群时，根据粒子的位置定义编码矩阵，当产生新的位置时，采用深度优先搜索算法进行检测是否有环；检测编码矩阵中为1的项，去除源节点和目的节点序号之后，剩余为1的节点序号都出现2次，则表示链路是连续的，即此链路从源节点首位相连至目的节点；若路径成环且路径连续，则为有效编码路径；

S02：每个粒子的适应度值由该粒子所包含路径节点的延迟和节点的数据吞吐量决定，找出当前粒子种群中适应度最好的值，记为Gbest；同时记录各粒子的历史最好适应度值，记为P_nbest(n＝0，1，...，N-1)；

S03：进行粒子群算法迭代，对于每个粒子，如果粒子当前的适应度值优于历史最好适应度值P_nbest(n＝0，1，2，...，N-1)，则进行替换；对于每个粒子种群，如果当前粒子种群的最好适应度值Gbest比原来好，则进行替换；

S04：根据各粒子的历史最好适应度值P_nbest(n＝0，1，...，N-1)和粒子种群最好适应度值Gbest，更新各粒子的位置和速度变量；

S05：迭代完成后，粒子种群中具有历史最好适应度值Gbest的粒子，其位置所代表的路径即为最优的路由路径。

2.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的二维片上网络自适应路由方法，其特征在于，初始化粒子种群时，将源节点到目的节点的曼哈顿距离相同的链路作为初始种群，从源节点到目的节点的曼哈顿距离为：

M_distance＝d_x+d_y；

其中，d_x＝|x_s-x_d|，d_y＝|y_s-y_d|，(x_s，y_s)和(x_d，y_d)表示源节点和目的节点的坐标；

从源节点到目的节点满足曼哈顿距离最短的路径数为：

N＝(d_x+d_y)！/(d_x！d_y！)；

判断是否为有效编码路径，若路径成环且路径连续，则为有效编码路径。

3.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的二维片上网络自适应路由方法，其特征在于，用0、1的二值二维矩阵来表示网络中的粒子，粒子的位置为：

其中，k表示粒子当前的代数，i表示的是粒子的序号；矩阵中x_ab，a、b分别表示链路所在源节点、目的节点的序号；x_ab只有2种取值，为1的时候表示链路存在，为0的时候表示链路不存在。

4.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的二维片上网络自适应路由方法，其特征在于，所述步骤S02中粒子的适应度值满足如下的约束：

其中，i表示粒子的序号，m表示该粒子所在路径中链路的数目；Bi＝∑(Bi₁+Bi₂+...Bi_m)，Bi表示网络总吞吐量，Bi_m表示链路m上的吞吐量；bi_m表示链路m上的最低吞吐量，B_constrain表示链路m上的最大吞吐量；Di是链路平均延时的表现形式，Di_m指链路m上的数据包传输延时；Pi是每个粒子适应度。