[发明专利]一种基于粒子群算法的多节点通信方法

权利要求书

1.一种基于粒子群算法的多节点通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)初始化参数

节点设备开机后，加载预设参数，所述预设参数包括最优路径失效门限T_max、链路质量权重因子c₁、路径最优权重因子c₂和适应度返回生存时间TIL；

2)初始化节点位置

所有节点接入网络，并依次发送广播报文；每个节点根据收到的广播信息，记录其它节点位置及通信链路质量；其中，网络中节点数n≥3；

3)任务发布

根据实际信息传输任务，生成起始节点与目标节点；或在网络空闲时，随机生成具有探索能力的起始节点和目标节点；

4)路径搜索

起始节点随机指定其他未被指定过的已知节点为中继节点，并发送信息；被指定的中继节点接收信息后，继续指定下一级中继节点并向其发送信息；节点间依次传递，直至到达目标节点；

5)返回路径适应度

目标节点收到信息后，按照原路径返回路径信息；随后起始节点根据以下适应度函数计算该路径的适应度Fit：

其中：q_i为两节点间链路质量量化值，i＝3,…,n；

m为路径经过的节点个数；

若起始节点在TIL时间内未收到目标节点返回的路径信息，则判定该路径通信失败，返回步骤4)；

6)更新个体最优路径

起始节点记录当前路径及对应适应度，并与个体历史最佳路径的适应度作比较，若当前路径适应度高于个体历史最佳路径适应度，则更新当前路径为个体最优路径；若当前路径适应度等于或低于个体历史最佳路径适应度，则保持原有个体最优路径；

7)判决路径探索能力

判断起始节点是否完成对已知所有节点指定为中继节点的操作，若是，则暂时取消其路径搜索能力，直到某次该节点按照最优路径传递信息时适应度下降超过最优路径失效门限T_max，重新赋予该节点的路径搜索能力；若起始节点仍有已知节点未指定为中继节点，则保持该节点的路径搜索能力,用以探索是否存在其它更优路径；

判决完毕后，返回步骤3)；直至设备需要关机或者收到停止命令，路径探索工作终止。

2.根据权利要求1所述基于粒子群算法的多节点通信方法，其特征在于：步骤4)中，指定中继节点的原则为：

A)不能选择上级节点的同级节点为下一级中继节点；

B)中继节点均按照其个体最优路径自主选择下一级中继节点；

C)当中继节点没有到目标节点的最优路径时，优先选择通信质量好的下级节点。

3.根据权利要求1或2所述基于粒子群算法的多节点通信方法，其特征在于：步骤1)中，所述链路质量权重因子c₁为路径内节点间链路质量量化均值所占比重，0.5＜c₁＜2；

所述路径最优权重因子c₂为路径内节点个数所占比重，0.5＜c₂＜2。

4.根据权利要求3所述基于粒子群算法的多节点通信方法，其特征在于：步骤2)中，发送广播报文以时分的方式发送。