基于遺傳多蟻群算法的QoS組播路由算法研究.pdf

1、蟻群算法是一種新興的仿生群體智能算法，它通過模擬自然界中螞蟻的群體行為，利用信息素的累積、揮發(fā)和更新使全局收斂于最優(yōu)路徑，具有很強(qiáng)的正反饋性、魯棒性和全局尋優(yōu)能力。隨著寬帶IP技術(shù)的發(fā)展，組播技術(shù)在各種實(shí)時(shí)性要求很強(qiáng)的多媒體業(yè)務(wù)中得到了廣泛應(yīng)用，QoS組播路由問題一直是組播技術(shù)的核心問題。蟻群算法已成功地應(yīng)用于QoS組播路由問題中，但存在著前期信息素匱乏、容易早熟等缺點(diǎn)，融合多種進(jìn)化仿生學(xué)的人工智能算法已成為改進(jìn)現(xiàn)有蟻群算法的一個(gè)非常重

2、要的途徑。
　　 本文在研究傳統(tǒng)的蟻群算法的基礎(chǔ)上，融入了遺傳算法和多蟻群的思想，在充分發(fā)揮蟻群算法全局收斂性、正反饋性的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，利用遺傳算法生成初期信息素分布，克服蟻群算法前期信息素匱乏的缺點(diǎn)，在算法停滯時(shí)引入多行為蟻群，增強(qiáng)蟻群隨機(jī)搜索能力，使得算法的解跳出局部最優(yōu)，最后將遺傳多蟻群算法成功運(yùn)用于解決QoS組播路由問題。
　　 本文主要工作包括：
　　 ①對(duì)組播技術(shù)的研究背景、研究現(xiàn)狀、工作原理、組播協(xié)議

3、的分類、組播路由算法及特點(diǎn)、QoS組播路由原理以及當(dāng)前在QoS組播路由方面存在的問題進(jìn)行了分析。
　　 ②對(duì)于蟻群算法和遺傳算法的發(fā)展歷程、基本概念、原理、算法流程和主要特點(diǎn)進(jìn)行了研究。
　　 ③在分析和研究基本蟻群算法的基礎(chǔ)上，融入遺傳算法和多行為蟻群思想，提出了遺傳多蟻群融合算法。該算法利用了遺傳算法的快速性和全局收斂性，結(jié)合提出的多行為蟻群的隨機(jī)性，提高蟻群算法的收斂速度和全局尋優(yōu)能力。仿真結(jié)果表明，該算法有效地提

4、高了在解決TSP問題上的尋優(yōu)能力。
　　 ④在研究遺傳多蟻群算法在TSP應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將算法引入到QoS組播路由問題中。在QoS組播路由問題模型中，采用遺傳算法來生成蟻群算法初期信息素分布，利用蟻群算法的正反饋性、全局收斂性對(duì)QoS組播路由的路徑進(jìn)行收斂，在算法陷入停滯時(shí)，利用多蟻群的隨機(jī)性能克服當(dāng)前解局部最優(yōu)的情況，最終收斂于一個(gè)費(fèi)用較低的組播樹。
　　 ⑤通過仿真實(shí)驗(yàn)生成隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)并驗(yàn)證了該算法在QoS組播路由中的可行