基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，包括：启动移动自组网；判断移动自组网的源节点至目的节点是否存在有效路径，若不存在，则源节点广播RREQ路由请求信息至中间节点；判断广播时间是否超过第一预设时间，若超过，则终止RREQ路由请求信息到达目的节点；将根据各条路由路径的适应度函数值进行排序，以使目的节点依据具有最小的适应度函数值的路由路径进行RREP路由应答到达源节点；判断数据包传送时间是否超过第二预设时间，若超过，则从备选路径中选取最优路径。本发明专利技术的方法更适于实际的移动自组网环境中，因为在实际场景中，每个节点都会时刻发生变化，因而在移动自组网中考虑节点的移动性是必要的。性是必要的。性是必要的。

【技术实现步骤摘要】
基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法


[0001]本专利技术属于移动自组网
，具体涉及一种基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法。

技术介绍

[0002]在人类发展的历程中，几乎每年都会经历各种各样灾难性的自然灾害，在遭遇大规模自然灾害的情况下，生命救援行动离不开通信服务系统的支撑，但由于自然灾害所带来的毁坏力度十分严重，因而通常使得通信服务系统受到严重的毁坏，并且在短时间内难以重新组建和恢复基础网路设施。此外针对西北地区，由于自然地理环境因素导致在戈壁地区人烟稀少，运营商为了通信的经济效益，导致这些地方的通信设备欠发达，因而这为前来地质勘测或者学术科研者带来了通信的困难。
[0003]因而随着通信技术的不断发展，移动自组网的出现给通信服务系统带来了转机，并且移动自组网已经成为无线通信中的一个重要研究领域。从传统的传感器网络发展形成的移动自组网，由于其广泛的应用场景而越来越受到人们的重视。虽然移动自组网具有自组织、无需中心实体、各个节点相互协作能够实现动态地加入和退出独立地传输和处理数据包的能力。
[0004]但是移动自组网容易出现节点间的通信链路中断，从而致使移动自组网的通信失效。导致这一现象的主要有两个原因，分别为：节点的能量受限和节点的移动性。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，包括：
[0007]S1、启动移动自组网；
[0008]S2、判断所述移动自组网的源节点至目的节点是否存在有效路径，若存在，则所述源节点直接将数据包发送至目的节点，若不存在，则所述源节点广播RREQ路由请求信息至中间节点，以确定待传播中间节点；
[0009]S3、判断广播时间是否超过第一预设时间，若超过，则终止RREQ路由请求信息到达目的节点；
[0010]S4、当所述传播时间超过所述第一预设时间后，将根据各条路由路径的适应度函数值进行排序，以使所述目的节点依据具有最小的适应度函数值的路由路径进行RREP路由应答到达所述源节点；
[0011]S5、判断数据包传送时间是否超过第二预设时间，若超过，且所述目的节点未接收到数据包，则从备选路径中选取最优路径。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述源节点广播RREQ路由请求信息至中间节点，以确定待传播中间节点，包括：
[0013]判断所述中间节点所记录的目的节点序列号是否大于当前RREQ路由请求信息中的目的节点序列号，并判断所述中间节点的能量因子是否大于能量阈值因子，若所述中间节点的目的节点序列号大于当前RREQ路由请求信息中的目的节点序列号，并且所述中间节点的能量因子大于能量阈值因子，则该所述中间节点作为所述待传播中间节点。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述适应度函数为：
[0015][0016]其中，F为适应度函数值，t'
m
为第m条路由路径上各节点t'通信时间预测信息值的总值，E'
m
为第m条路由路径上各节点E'通信能量剩余率预测信息的总值，a和b均为常数，且满足a+b＝1。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述通信能量剩余率预测信息的计算公式为：
[0018][0019]其中，T为网络时间，为能量因子，ε为网络系数，E
rest
为当前节点的剩余能量值，E为节点的总能量值。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述通信时间预测信息的计算公式为：
[0021][0022]其中，d
max
为最大通信链路距离，R
i,j
为i节点和j节点间的通信链路距离，i节点和j节点为网络中任意两个相邻的节点，节点为网络中任意两个相邻的节点，i'节点和j'节点分别为i节点和j节点运动t
′
时间后的节点， v
i
表示为i节点的运动速度，v
j
表示为j节点的运动速度。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，
[0024]所述最大通信链路距离的计算公式为：
[0025][0026]其中，为地形进行修正的参数因子，Δh为所在地的地形起伏高度，F为载频频率，H
t
为发射天线的高度，H
r
为接收天线的高度，P
t
发射天线的辐射功率，P
r
为接收天线的接收功率，G
r
为接收天线的增益，G
t
为发射天线的增益。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述备选路径的产生方法包括：
[0028]根据所有到达目的节点的RREQ路由请求信息中提取出各路由路径所遍历的节点来判断出各路由路径之间是否存在有连接关系的中间节点，若不存在，则选取较小值的K个适应度函数值作为网络路由的备选路径，若存在，则根据麻雀搜索算法求解出新路径的适应度函数值，以得到所述备选路径。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，根据改进麻雀搜索算法求解出新路径的适应度函数值，以得到所述备选路径，包括：
[0030]在改进麻雀搜索算法中，依据当前适应度函数值的最小值更新发现者的位置、加入者的位置以及警戒者的位置，得到新路径的适应度函数值，以将所有新路径的适应度函数值的最小值对应的路由路径作为所述备选路径。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，所述发现者的位置更新公式为：
[0032][0033]其中，为第p只麻雀在第t+1次迭代中在第d维中的位置信息，为第p只麻雀在第t次迭代中在第d维中的位置信息，为当前全局的最优位置，α∈[0,1]为一个随机数，R2为预警值，ST为安全值，Q为服从[0,1]正态分布的随机数，L为1
×
d维元素均为1的矩阵，ω
p
为权重公式，ω
p
＝ω
min
+(ω
max
‑
ω
min
)
·
exp(
‑
z(t/item
max
)2)，ω
min
为最小权重值，ω
max
为最大权重值，z为控制因子。
[0034]在本专利技术的一个实施例中，所述警戒者的位置更新公式为：
[0035][0036]其中，为第p只麻雀在第t+1次迭代中在第d维中的位置信息，为当前全局的最优位置，为当前全局的最差位置，β为步长控制参数，β服从均值为0、方差为1的正态分布的随机数，f
g
为当前全局最佳适应度函数值，f
p
为当前的适应度函数值。
[0037]本专利技术的有益效果：
[0038]本专利技术的方法更适于实际的移动自组网环境中，因为在实际的移动自组网应用场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，其特征在于，包括：S1、启动移动自组网；S2、判断所述移动自组网的源节点至目的节点是否存在有效路径，若存在，则所述源节点直接将数据包发送至目的节点，若不存在，则所述源节点广播RREQ路由请求信息至中间节点，以确定待传播中间节点；S3、判断广播时间是否超过第一预设时间，若超过，则终止RREQ路由请求信息到达目的节点；S4、当所述传播时间超过所述第一预设时间后，将根据各条路由路径的适应度函数值进行排序，以使所述目的节点依据具有最小的适应度函数值的路由路径进行RREP路由应答到达所述源节点。S5、判断数据包传送时间是否超过第二预设时间，若超过，且所述目的节点未接收到数据包，则从备选路径中选取最优路径。2.根据权利要求1所述的基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，其特征在于，所述源节点广播RREQ路由请求信息至中间节点，以确定待传播中间节点，包括：判断所述中间节点所记录的目的节点序列号是否大于当前RREQ路由请求信息中的目的节点序列号，并判断所述中间节点的能量因子是否大于能量阈值因子，若所述中间节点的目的节点序列号大于当前RREQ路由请求信息中的目的节点序列号，并且所述中间节点的能量因子大于能量阈值因子，则该所述中间节点作为所述待传播中间节点。3.根据权利要求1所述的基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，其特征在于，所述适应度函数为：其中，F为适应度函数值，t'
m
为第m条路由路径上各节点t'通信时间预测信息值的总值，E'
m
为第m条路由路径上各节点E'通信能量剩余率预测信息的总值，a和b均为常数，且满足a+b＝1。4.根据权利要求3所述的基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，其特征在于，所述通信能量剩余率预测信息的计算公式为：其中，T为网络时间，为能量因子，ε为网络系数，E
rest
为当前节点的剩余能量值，E为节点的总能量值。5.根据权利要求3所述的基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，其特征在于，所述通信时间预测信息的计算公式为：
其中，d
max
为最大通信链路距离，R
i,j
为i节点和j节点间的通信链路距离，i节点和j节点为网络中任意两个相邻的节点，为网络中任意两个相邻的节点，i'节点和j'节点分别为i节点和j节点运动t'时间后的节点，v
i
表示为i节点的速度，v
j
表示为j节点的速度。6.根据权利要求5所述的基于改进麻雀搜索算法优化移动自组网网络路由的方法，其特征在于，所述最大通信链路距离的计算公式为：其中，为地形进行修...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹏，刘艳艳，张松轶，程文驰，
申请(专利权)人：河北远东通信系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：