基于改进的遗传算法的网络编码优化方法研究

摘要

在网络的多播通信中,传统的路由器只能对数据进行简单的存储转发,数据传输速率不能达到网络传输的最大流量。网络编码技术的出现,彻底改变了这个现状,通过在网络的中间节点处将信息进行适当的编码处理,可以达到网络数据传输的最大流量。
　　然而,随着网络编码技术的实际应用,由于编解码所带来的额外的存储及计算开销,使得网络编码提高网络吞吐率的优势不能很好的体现出来。因此,对于网络编码优化技术的研究显得十分重要。
　　基于改进的遗传算法的网络编码优化方法研究在单源组播网络中,应用网络编码技术,在达到网络组播速率的基础上,找出使得网络中编码链路总数最小的编码方案。针对一般遗传算法在网络编码链路优化问题中的缺陷如随机生成初始群体的策略令成功解码的个体很少,降低算法的搜索能力、遗传算法的未成熟收敛与算法的运行时间长等问题,做出改进,即在随机生成的群体中加入一定比例的全“1”个体,保证有让所有节点成功解码的个体存在;采用重新启动的方法,防止未成熟收敛的问题;缩小种群个体的大小,对那些不可能编码的链路不予考虑,以此提高算法搜索的速度并采用了精英个体保留的策略,提高算法的收敛速度。此外,将经典遗传算法所采用的轮盘赌选择算子替换为随机竞争选择的方法。通过VC++6.0模拟单源组播网络编码过程,证明改进遗传算法在搜索最优编码方案的质量和效率上都有比较好的表现。

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1绪论

1.1 课题目的及意义

1.2 研究现状

1.3 研究内容

1.4 论文结构

2 网络编码优化

2.1 网络编码优化问题的形成

2.2 网络编码优化问题的相关数学模型

2.3 网络编码优化问题的求解方法对比

2.4 本章小结

3 基于网络编码优化的遗传算法

3.1 遗传算法实现的主要因素

3.2 网络编码优化的一般遗传算法

3.3 本章小结

4 改进的遗传算法的网络编码优化

4.1 未改进算法分析

4.2 改进策略

4.3 改进算法可行性分析

4.4 改进遗传算法的设计

4.5 本章小结

5 实验与分析

5.1 仿真实验

5.2 实验结果分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献