[发明专利]一种基于遗传-细菌觅食优化策略的动态源路由方法

说明书

一种基于遗传‑细菌觅食优化(GA‑BFO)策略的动态源路由(DSR)方法。本方法针对DSR协议，综合考虑节点能量信息，提出遗传‑细菌觅食优化算法来进行路由选择，即在搜索出到目的节点的多条路由后，对路径进行编码初始化，先启动GA算法，利用它的求解速度快，迅速搜索出若干组优化路径，即最优路径最大概率所在的位置，以此作为BFO算法的菌群初始位置分布，为了弥补GA算法求解精度不高，利用BFO算法的极易搜索出极值的特性，搜索出最优路径。本方法提出的优化策略，在不改变DSR复杂度的前提下提高了路由选择效率及精度，并证明了该算法的收敛到全局最优解的特性。仿真实验表明，本方法是可行的和适用的，也有较好的实验效果。

【技术领域】

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于遗传-细菌觅食优化(GA-BFO)策略的动态源路由(DSR)方法。

【背景技术】

移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks，MANET)是由若干无线移动终端自组织起来的一种无中心的多跳无线通信网络，具有组网灵活便捷和低成本等特点，能够在没有基础设施的区域内帮助移动用户实现网络服务，拓宽了移动通信网络的应用范围。对于不便部署通信设施的军事战场、紧急救灾、野外考察等应急或临时场合，移动自组网发挥着重要作用，因为它是唯一可选的通信支持方式。移动自组网支持无线终端自由组网，基本实现了人们随时随地自由通信的美好愿望，在军事领域和民用领域都具有十分广阔的应用场景和技术优势，这些都使移动自组网成为了未来无线通信领域中极具吸引力的选择。随着技术的发展，它逐渐成为实现无限自由的无线接入(即Access to Anything,Anytime,Anywhere,Anyhow)的技术手段之一。

移动自组网在获得优良特性的同时，也增加了其网络相关设计的复杂性。由于移动性强、无固定拓扑、资源有限等特点，移动自组网还有很多问题尚待研究和解决。其中，网络层的路由协议问题最为关键，它的优劣决定着网络通信性能的好坏。尽管目前已经提出了大量的路由协议和算法，但是没有一种路由协议能够完全满足其特殊环境，因此，对已有协议进行优化来进一步提高移动自组网性能势在必行。按需路由技术要求仅当有通信需求时才建立路由，无需实时维护准确的路由信息，操作简单且控制开销低，节省了宝贵的带宽和能耗，间接地增加了网络的寿命，能够以较小的能耗来快速适应动态变化的网络拓扑，但是却产生了一定的传输时延。总的来说，按需路由协议更容易满足移动自组网的动态、带宽、能耗等约束条件，是路由协议未来的发展方向。

典型的按需路由协议有DSR、AODV、TORA等，通过对三种协议进行模拟仿真，对比分析了它们的性能，实验结果表明，DSR具有相对较好的性能。

DSR(Dynamic Source Routing，DSR)协议使用源路由，网络中的移动节点能够将通过转发和旁听获得的路由信息存储下来，当某个节点有通信需求时，首先检查其缓存的路由表，以确定是否有所需的到达目的节点的路由。如果存在一条或多条合适的源路由，则以最小跳数作为依据进行选择，并将选出的源路由嵌入到数据分组中，然后发送该数据分组。否则，节点就会启动路由发现过程来获取可以到达目的节点的源路由。

【发明内容】

本发明的目的是解决原有动态源路由算法中没有考虑节点资源有限的问题，在现有的动态源路由算法基础上进行优化改进，设计了一种基于遗传-细菌觅食优化(GA-BFO)策略的动态源路由(DSR)方法。本发明方法将遗传算法和细菌觅食算法结合，汲取两种算法的优点，应用到DSR协议的路由选择中，提出遗传-细菌觅食优化(GA-BFO)动态源路由协议。

本发明提供的一种基于遗传-细菌觅食优化(GA-BFO)策略的动态源路由(DSR)方法，主要包括如下关键步骤：

第1、编码及初始种群的创建与选择：