[发明专利]基于蚁群模型的自由空间光网络路由方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的基于蚁群模型的自由空间光网络的路由方法，其特征在于：步骤(3a)所述蚁群模型的状态转移规则，其转移概率的计算公式为：

$P_i\left(j\right)=\frac{{\left({\mathrm{\φ}}_{ij}\right)}^{\mathrm{\β}}}{{\mathrm{\Σ}}_{s\∈Ni}{\left({\mathrm{\φ}}_{is}\right)}^{\mathrm{\β}}}$

其中P_i(j)表示选择中间节点j作为下一跳的概率，φ_ij表示中间节点j的信息素值，φ_is表示当前节点i所有可以到达目的节点的中间节点s的信息素值，β表示信息素启发值，N_i表示蚂蚁在节点i上可选的邻域范围。