[发明专利]一种基于粒子群算法的多节点通信方法

说明书

本发明提供一种基于粒子群算法的多节点通信方法，解决现有多节点通信网络由于随机性和无意识信息传输方式，增加信道负载和竞争风险的问题。该方法包括步骤：1)加载预设参数；2)所有节点接入网络并发送广播报文；3)生成起始节点与目标节点；4)起始节点随机指定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，直至到达目标节点；5)计算路径适应度；6)将适应度高的路径更新为个体最优路径；7)判决路径探索能力。本发明通过粒子群算法的路径优化技术，对多节点网路中点对点信息传递路径进行优化，在保证传输可靠性的前提下，减少信道占用时间，提高信息传递效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于粒子群算法的多节点通信方法。

背景技术

多节点通信网络凭借其多跳互联和网络拓扑特性，已成为家庭、社区、企业和城域网络等无线接入网络的有效解决方案。多节点通信网络实施中，点对点的信息传递路径规划策略直接影响信道利用率。普通的多节点通信网络多为随机性或无意识信息传输方式，从而便增加了信道负载和竞争风险，降低了带宽利用率，缺乏较高的性能及价值。因此，如何减轻信道负载，减少竞争和退避所浪费的带宽是衡量网络性能和价值的核心关注点。

发明内容

为了解决现有多节点通信网络由于随机性或无意识信息传输方式，增加信道负载和竞争风险，降低带宽利用率的技术问题，本发明提供了一种基于粒子群算法的多节点通信方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于粒子群算法的多节点通信方法，其特殊之处在于，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