多目标进化算法在网络QoS路由优化中的应用研究

摘要

在宽带互联网络领域,高速率、高质量信息通道的跨越式发展给多媒体业务的推广与普及带来了前所未有的机遇与挑战。以宽带网络技术为主导的多媒体数据通信在通信业务总量中的比例正迅速上升,流媒体业务已成为多媒体通信业务中发展最为迅速,竞争最为激烈的领域。网络QoS路由作为宽带网络技术研究与实践的重要支撑技术及多媒体实时业务的重要载体受到广泛关注,已成为当前研究热点之一。
　　 然而,传统尽力而为的路由传输模式只关心网络的平均性能,各种数据流在网络中平等的分享网络资源且沿多条路径传输,并未对QoS进行规范。因此,从多目标优化角度建立一套高效的QoS控制机制与策略,为不同类型的服务提供性能保证与服务区分,这具有重要的理论价值与现实意义。
　　 论文将采用“从一般到特殊”的研究思路,以广义网络QoS路由机制为研究基础,探讨该机制在当前宽带网络中的推广与应用。论文首先对当前QoS方法进行归纳分析,指出QoS路由机制研究的必要性与紧迫性；接着围绕QoS相关技术进行阐述,总结QoS路由的典型问题及相关经典算法,并以网络需求为背景,结合网络QoS具体特征,提出一种网络QoS路由通用模型及其形式化描述；以此为基础,设计一种新型多目标进化算法,着重对该算法的复杂度和算法收敛性展开分析讨论,并通过实例测试来验证算法的有效性与合理性；然后依据所提算法,研究、探讨在MANET网络环境下的应用,明确其实现细节；最后,通过OPNET仿真平台对所提算法进行多角度实验验证和性能评估,并得到结论:论文所提算法较相关同类算法在求解时间与求解质量两方面均占优。
　　 通过以上研究,论文为宽带网络QoS保障机制及多目标进化理论在工程实践中的应用探索了一条具有实际参考价值的新途径。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文研究内容与意义

1.4 论文结构

第二章 QoS路由机制与模型

2.1 QoS路由的概念及其关键技术

2.1.1 QoS路由的概念

2.1.2 QoS路由状态信息的分类和更新

2.1.3 QoS路由计算

2.2 QoS路由策略

2.3 QoS路由理论计算模型

2.4 本章小结

第三章 基于多QoS参数的一种新型多目标进化算法

3.1 多目标进化算法简介

3.2 基于多QoS参数的多目标进化算法设计

3.2.1 编码

3.2.2 适应度计算

3.2.3 多样性保持策略

3.2.4 算子设计

3.2.5 算法实现

3.3 算法分析

3.3.1 复杂度分析

3.3.2 收敛性分析

3.4 算法测试

3.5 本章小结

第四章 多目标进化算法在网络QoS路由中的应用研究

4.1 MANET中的实现研究

4.1.1 MANET及其特点

4.1.2 基于QMOEA的QoS路由协议设计准则

4.2 基于QMOEA的MANET QoS路由体系结构

4.3 协议实现

4.3.1 基于QMOEA的无线链路状态协议

4.3.2 改进的核心树协议ICBT

4.3.3 核节点选择

4.4 本章小节

第五章 仿真与分析

5.1 OPNET简介

5.2 仿真与性能评估

5.2.1 实验参数设置

5.2.2 实验仿真结果

5.2.3 性能分析

5.3 实验结论

5.4 本章小结

第六章 总结与未来工作

6.1 论文总结

6.2 未来的工作

致谢

攻读硕士学位期间从事的科研工作及发表的论文

参考文献