[发明专利]基于量子进化的组播路由优化方法

权利要求书

1.一种基于量子进化的组播路由优化方法，包括如下步骤：

(1)生成随机网络，并在网络中设置源节点、目的节点，给定运行参数和最大允许时延；

(2)对每个给定的目的节点求解所有满足时延条件的备选路径集，并按升序排列；

(3)对每个目的节点的前2^N条，按如下步骤备选路径集进行量子编码，获得一个状态矩阵q^t，其中N∈[1，4]：

3a)当有m个目的节点时，计算量子比特个体编码的长度为m×N个比特位；

3b)依次用其中N个比特位表示第m个目的节点选取的第n条路径的状态，得到一个量子个体的状态矩阵为：

qt=α11tα12t...α1Nt...αm1tαm2t...αmNtβ11tβ11t...β1Nt...βm1tβm2t...βmNt,]]>

这里满足归一化条件|α_ij|²+|β_ij|²＝1，(i＝1，2，...，m，j＝1，2，...，N)，并且所有α_ij，β_ij都初始化为q^t表示一个在第t代量子比特个体在0和1之间的叠加状态；

(4)对表示各个目的节点备选路径集编码的状态矩阵q^t进行量子观测，得到一组二进制串；

(5)对上述的二进制串进行解码，得到每个目的节点所选路径，由这些所选路经构成一棵组播树，并计算该组播树的适应度函数；Fitness＝1/MultiTreeCost，其中MultiTreeCost是组播树代价；

(6)对表示各个目的节点备选路径集编码的状态矩阵q^t，通过量子旋转门进行量子变异；

(7)对表示变异后的各个目的节点备选路径集编码的状态矩阵进行量子观测，得到一组新的二进制串；

(8)对新的二进制串进行解码，得到每个目的节点新选路径，由这些新选路经构成一棵组播树，并计算该树的适应度函数，如果新的组播树适应度函数优于步骤(5)中的适应度函数，则采用由这些新选路经构成组播树的方式作为搜索到的最优组播树构建方式，否则继续采用步骤(5)中的构建方式作为搜索到的最优组播树构建方式；

(9)判断是否满足终止条件，如果满足终止条件，结束优化并采用最终搜索到的最优组播树构建方式，将信息以并行方式发送到不同的目的节点，否则，继续执行第(5)步。