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            遺傳組播路由算法

            —— 該算法具有更強搜索能力和更快收斂速度,同時具有良好的擴展性
            作者: 時間:2010-11-21 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏


            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/114737.htm


              仿真實驗

              仿真網(wǎng)絡(luò)的生成采用了改進的Waxman隨機網(wǎng)絡(luò)模型[6],它保證了生成網(wǎng)絡(luò)的連通性,并保證每個節(jié)點的度數(shù)大于等于2。在該模型中,任意兩個節(jié)點u,v間存在鏈路的概率為

              其中,d(u,v)為節(jié)點u到節(jié)點v的歐氏距離,L為任意節(jié)點間最大距離同,參數(shù)α和β控制產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)的特征,其值在(0,1)之間,參數(shù)α控制網(wǎng)絡(luò)中短邊與長邊之比,β用來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的平均度數(shù),采用的網(wǎng)絡(luò)的坐標空間為4000×4000Rm2,α為0.26, β為0.4,節(jié)點的平均度數(shù)為4,時延上限Δ為100。

              我們以最短路徑組播樹算法(STP)為比較基礎(chǔ),采用如下的性能指標:

             

              其中M表示實驗次數(shù),R值小于1表示(GA)的平均性能優(yōu)于STP,R值變大,則說明GA的平均性能變差。實驗中,的參數(shù)設(shè)置如下:種群規(guī)模N=100, pm=0.2, pc=0.6,進化代數(shù)為100。

              算法隨網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)增長的性能比較

              在本節(jié)實驗中,我們將GA和STP的性能比較。固定目的節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)比例記為r,分別為5%,10%,20%,考察算法在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)下的性能比較。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)從20到100,每隔10采樣,在每個采樣點上GA和STP各獨立運行10次。圖1給出了GA和STP比較的結(jié)果。從實驗來看,R小于1且比較穩(wěn)定,這充分表明GA較STP更優(yōu)的性能和良好的擴展性。

              GA的收斂性結(jié)果

              利用Waxman網(wǎng)絡(luò)模型,生成一個具有100節(jié)點的隨機網(wǎng)絡(luò),仿真目的節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點不同比例時GA的收斂情況,實驗結(jié)果如圖2。

              從圖2,可以明顯發(fā)現(xiàn):與SPT相比,GA對組播樹費用的改善比較明顯,收斂速度也比較快。

              結(jié)論

              針對傳統(tǒng)算法求解時延受限問題出現(xiàn)的搜索空間過小而無法獲得滿意解的缺點,本文探討了一種遺傳算法。該算法設(shè)計了交叉和變異算子以實現(xiàn)全局優(yōu)化的目的,并通過前K-shortest方法克服搜索空間過大的缺點。在實驗中,給出了該算法與傳統(tǒng)最短路徑法(STP)隨目的節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)增長的性能比較。結(jié)果表明,該算法比STP具有更強的搜索能力和更快的收斂速度,同時具有良好的擴展性。

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