基于蚁群算法的网络路由最优路径判断模块设计与实现 .pdfVIP

基于蚁群算法的网络路由最优路径判断模块设计与实现

徐虹;杨雅志;赵明

【摘要】网络中节点的能量是有限的，网络拓扑结构具有波动性，导致传统网络

路由算法不能有效适应这些变化，自组织性较差，无法及时获取最优路径，大大降

低网络性能。因此，设计基于蚁群算法的网络路由最优路径判断模块。其以FPGA

为控制核心实现硬件设计，具体包括控制模块、存储器模块、寻求后续节点集模块、

采集后续节点模块、状态调整模块、信息素调整模块和最优路径判断模块。模块实

现部分给出了蚁群算法的核心代码。实验结果表明，所设计的最优路径判断模块具

有较高的收敛速率，获取的路径更短，能够延长网络的运行周期。%Since

energyinthenetworknodeislimited,andthenetworktopologyhas

volatility,whichcausethatthetradi⁃tionalnetworkroutingalgorithmcan

noteffectivelyadapttothesechanges,theself⁃organizingispoor,the

optimalpathcannotbegottimely,andthenetworkperformanceis

reducedgreatly,theoptimalpathjudgmentmodulebasedonantcolony

algorithmfornetworkroutingisdesigned.TheFPGAasthecontrolcoreis

usedtorealizethehardwaredesign,includingthecontrolmodule,memory

module,subsequentnodessetseekingmodule,subsequentnode

acquisitionmodule,stateadjustmentmodule,informa⁃tionadjustment

module,optimalpathjudgmentmoduleandmultiplexselectionmodule.

Thecorecodeofantcolonyalgorithmispresentedintheprocessof

moduleimplementation.Theexperimentalresultshowsthatthedesigned

optimalpathjudgmentmodulehashigh⁃speedconvergenceandshorter

accesspath,andcanlengthentheoperationcycleofthenetwork.

【期刊名称】《现代电子技术》

【年(卷),期】2017(040)004

【总页数】4页(P36-38,43)

【关键词】蚁群算法;网络路由;最优路径;FPGA

【作者】徐虹;杨雅志;赵明

【作者单位】成都工业学院信息与计算科学系，四川成都611730;成都工业学院

信息与计算科学系，四川成都611730;成都工业学院信息与计算科学系，四川成

都611730

【正文语种】中文

【中图分类】TN711-34;TP393

无线传感器网络（WSN）通常是由传感器节点构成的自组织网络，在军事、医疗、

工业等领域应用广泛。WSN路由算法是寻求数据从源节点到目标节点间进行通信

的最优路径[1⁃3]。但是因为WSN网络中节点的能量有限，网络拓扑结构具有波

动性，导致传统网络路由算法不能有效适应这些变化，自组织性较差，无法及时获

取最优路径，大大降低网络性能。因此，寻求一种有效的网络路由最优路径判断方

法，具有重要应用意义[4⁃6]。

1.1系统总体设计

该系统塑造了基于蚁群算法的网络路由最优路径判断模块，其以现场可编辑门阵列

（Field⁃ProgrammableGateArray，FPGA）为控制核心实现硬件设计，其总体

结构如图1所示。其包括控制模块、存储器模块、寻求后续节点集模块、采集后

续节点模块、状态调整模块、信息素调整模块和最优路径判断模块。

1.2存储器模块的设计

存储器模块采用Xilinx公司的IPGenerato