一种适用于城市道路LTE_V网络的快收敛蚁群优化算法.docx

一种适用于城市道路 LTE-V 网络 的快收敛蚁群优化算法*王成金 1，2，3，李士昌 1，陈山枝 1（1.大唐电信科技产业集团，北京 100191；２.大唐车联网联合实验室，北京 100191； 3.大唐高鸿数据网络技术股份有限公司，北京 100191）摘要：针对城市道路车辆密集的特点，利用 LTE-V 定期发送位置信息的机制，提出了一种快速收敛的 蚁群优化算法，通过确定节点选择带的预处理方 法，减少了参与蚁群优化节点的数量，进而了提高 算法的收敛速度。同时，在信息素初始值设定中，低 概率增加选择带以外的节点的参与程度，降低了蚁 群优化不能收敛的风险。仿真结果显示，优化后的 蚁群算法，收敛速度获得显著提升。 关键词：车载长期演进技术，LTE-V，蚁群算法，快 收敛路由算法Abstract：The LTE-V networks need quickly conver－ gence routing protocol because of the fast moving and relative position changing frequently of the OBU (on board units). According to the characteristics of high density of vehicle on urban roads, and utilizing thestrategy of the periodic location Information broadcast－ing in LTE -V networks, this paper presents an opti－ mized quick convergence ACO algorithm which re－ duce the number of the participant nodes by determin－ ing the choice node zone in pre -processing . Mean－ while, in the initialization of the pheromone, the algo－ rithm adds some nodes adjacent the chosen zone inlow probability to reduce the risk of the divergence. Keywords: vehicular long term evolution, LTE-V, ant colony optimization, ACO, quick convergence route algorithm1 引言车载短距离通信（以下简称为 V2X）技术指车与 车（V2V）、车与路侧节点间（V2I）以及车与其他任意节 点（V2X）之间的短距离通信技术，每个移动节点的通 信距离大概在 300 米左右[1]。通过这一技术，每辆汽车 自发组成一个无中心控制的自组织网络。车速、位置 和驾驶动作等数据通过 V2X 技术收集之后，可以提供 给车载电脑、驾驶员以及包括红绿灯和交通控制系统 在内的路侧节点使用。车载系统可以对这些信息进行 处理，处理结果能够让司机或包括导航、安全系统在 内的其他车载系统加以利用。国际上发展最快的 V2X 技术是 IEEE 的车载环 境下的无线接入 （WAVE：Wireless Access Vehicular Environment） 技术，主要包含 IEEE 802.11p 和 IEEE 1609 协议族。在中国，大唐电信科技产业集团基于 TD-LTE 技术进行中国自主知识产权的车载短距离通* 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 “863” 基 金 资 助 项 目（No. 2012Z005：面向公路智能交通系统的无线物联网总体技术研究）。2014 年 3 月第 3 期 现代电信科技 25技术专题····························信技术 LTE-V 的标准制定、技术研发和产业化规划 和推广等工作。由于 TD-LTE 技术具有高带宽、时隙 分配灵活、频率利用率高、满足高速移动性等特点， 基于 TD-LTE 技术的 LTE-V 在带宽、时延和移动性 等方面具有突出的优势。蚁群算法（ACO：ant colony optimization）来源于 蚂蚁在寻找食物过程中发现路径的行为，最初用于 路径优化，后来延伸到其他的应用。蚁群算法是一种 模拟进化算法，其良好的性能体现在能兼顾问题求 解的快速性、全局性以及在