[发明专利]基于蚁群模型的自由空间光网络路由方法

摘要

本发明提出了一种基于蚁群模型的自由空间光网络路由方法，用于解决现有技术中存在的因无法适应高速移动节点导致的时间延迟高和吞吐量低的技术问题，实现步骤为邻居发现并在邻居路由表中记录相关信息；判断当前是否存在最优路径；根据蚁群模型，构建自由空间光网络的蚂蚁系统；按照蚁群模型的信息素最大规则，在自由空间光网络的蚂蚁系统中选择最优路径；建立源节点S到目的节点D的连接并向目的节点D传输数据。本发明利用蚁群模型对自由空间光网络进行了蚂蚁系统构建，优化了源节点数据包传播方式，对路径时延、可用带宽和跳数进行了多目标归一化并拟合，降低了时间延迟并提高了网络吞吐量，可用于高移动性自由空间光网络。

主权项

一种基于蚁群模型的自由空间光网络路由方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)自由空间光网络中的每个节点，利用邻居发现算法寻找其通信范围内的节点，并将找到的节点的信息储存在邻居路由表中；(2)源节点S判断其邻居路由表中是否存在最优路径，若是，执行步骤(5)，否则，执行步骤(3)；(3)根据蚁群模型，构建自由空间光网络的蚂蚁系统：(3a)源节点S按照蚁群模型的状态转移规则，向八个互成45度的方向范围内的中间节点发送若干个前向蚂蚁数据包；(3b)中间节点记录接收到的前向蚂蚁数据包，并判断前向蚂蚁数据包中目的节点的ID是否为该中间节点的ID，若是，执行步骤(5)，否则，中间节点对前向蚂蚁数据包进行定向半洪泛，直到目的节点D收到该前向蚂蚁数据包，并执行步骤(3c)；(3c)目的节点D对收到的前向蚂蚁数据包中的路径时延、可用带宽和跳数进行归一化，并对归一化结果进行拟合，得到信息素增量值；(3d)目的节点D利用信息素增量值生成后向蚂蚁数据包，并删除前向蚂蚁数据包，再沿前向蚂蚁数据包经过的路径反向发送后向蚂蚁数据包，同时按照蚁群模型的信息素增加规则，对沿途各节点信息素值进行更新，得到更新后的信息素表；(3e)所有节点按照蚁群模型的信息素挥发规则，对所有节点更新后的信息素表中信息素值进行挥发，并根据挥发后的信息素值判断信息素值变化频率是否低于0.1，若是，得到自由空间光网络的蚂蚁系统，并执行步骤(4)，否则执行步骤(3a)；(4)源节点S按照蚁群模型的信息素最大规则，在自由空间光网络的蚂蚁系统中选择最优路径，得到源节点S到目的节点D的最优路径；(5)源节点S按照其到目的节点D的最优路径，建立源节点S到目的节点D的连接并向目的节点D传输数据。