基于蚂蚁算法的移动自组网组播路由研究

摘要

移动自组网是一组带有无线收发装置的移动节点组成的一种多跳的无线网络。将组播技术的有效性与移动自组网的特殊优势相结合，在移动自组网环境下开发基于群组合作的组播应用业务，具有非常广阔的前景，因此支持组播应用的移动自组网组播路由的研究具有重要的意义。现有的移动自组网组播路由协议多以确定性路由的方式进行组播路由选择，对网络拓扑结构的动态变化适应性较差，路由的稳定性和有效性之间不易保持平衡。针对这些问题，本文对移动自组网组播路由领域中蚂蚁算法的应用进行了研究，提出了一种新的移动自组网组播路由算法的设计方案。 首先，在深入分析蚂蚁算法的基础上，根据移动自组网网络环境的需要，针对蚂蚁算法的收敛慢和过早局部收敛问题，对基本蚂蚁算法进行了改进，设计了新的蚂蚁行动规则和信息素更新机制，并利用端对端时延作为衡量链路质量的标准和影响信息素增量多少的关键因素，以满足移动自组网组播路由的需要。 其次，根据改进的蚂蚁算法，提出了一种新的移动自组网组播路由算法，称为基于蚂蚁算法的自组网组播路由算法，将蚂蚁算法的基本原理集成到组播路由的建立和维护过程中，并在信息素值的指导下动态地选择组播路由，提高了网络的稳定性和通信效率，增强了移动自组网组播路由算法适应网络拓扑动态变化的能力。 最后，在网络仿真平台NS-2上进行了算法的仿真实现，并与现有典型协议在不同的实验场景下进行了性能分析比较。仿真结果表明所提出的基于蚂蚁算法的移动自组网组播路由算法具有良好的性能，并对今后的研究方向和内容进行了探讨。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1移动自组网概述

1.1.2组播技术概述

1.1.3蚂蚁算法概述

1.2移动自组网组播路由研究现状

1.3存在问题

1.4本文研究的主要内容和结构安排

第2章移动自组网组播路由技术

2.1移动自组网

2.1.1移动自组网的特点

2.1.2移动自组网拓扑模型

2.1.3移动自组网路由技术

2.1.4移动自组网路由设计面临的挑战

2.2移动自组网组播路由的设计要求

2.3典型的移动自组网组播路由协议分析

2.3.1基于树的组播路由协议

2.3.2基于格网的组播路由协议

2.3.3混合组播路由协议

2.3.4无状态组播路由协议

2.3.5基于其他思想的组播路由协议

2.4典型协议的分析总结

2.5本章小结

第3章蚂蚁算法及其改进

3.1基本蚂蚁算法

3.1.1基本原理

3.1.2基本模型

3.1.3实现步骤

3.1.4特点

3.2蚂蚁算法在移动自组网路由中的应用

3.3蚂蚁算法的应用改进

3.3.1移动自组网组播问题描述

3.3.2用蚂蚁算法解决自组网组播问题

3.3.3影响性能的因素分析

3.3.4改进的思想

3.3.5改进后的蚂蚁算法

3.3.6算法分析

3.4本章小结

第4章基于蚂蚁算法的自组网组播路由算法

4.1 ABMRA基本思想

4.2 ABMRA的实现目标

4.3环境设置

4.4数据结构

4.4.1节点维护的数据结构

4.4.2网络中的控制包

4.5 ABMRA算法描述

4.5.1组播路由发现过程

4.5.2组播路由动态维护过程

4.5.3组播数据传输过程

4.5.4移动处理机制

4.6 ABMRA算法分析

4.6.1定性分析

4.6.2算法特点

4.7本章小结

第5章仿真实验与性能分析

5.1仿真平台NS-2

5.1.1 NS-2简介

5.1.2 NS-2体系结构

5.2 ABMRA在NS中的实现

5.3仿真实验设计

5.4仿真场景与参数选择

5.5实验结果与性能分析

5.5.1第一组实验结果与性能分析

5.5.2第二组实验结果与性能分析

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介