移动多跳多链路多媒体网络的路由优化技术研究

摘要

移动自组织网络的特点是组网灵活、支持移动性、系统成本低，移动自组织网络几乎涉及到军用和民用各方面。随着信息技术的不断发展，人们已经不满足于数据传输服务，而是希望越来越多的音频、视频等多媒体技术的发布和传播，这就对网络技术提出了QoS的要求。虽然 Ad Hoc 的研究人员也开发出几种基于Ad Hoc网络的QoS体系，但由于Ad Hoc网络本身技术的局限性，使得其QoS性能并不能满足需要。为此，建立了移动多跳多链路多媒体网络(Mobile Multi-hop Multi-link Multimedia Network，M4Net)的拓扑模型，同时综合资源预留协议、路由优化技术等的最新发展，提出了一种基于资源预留的M4Net的QoS 机制，即在源端计算8条优化路由并进行资源临时预留，由目的端确定最优路由并正式预留资源，从而保证多媒体传输的QoS功能。 对于最多包含2048个节点的复杂网络来说，路由优化将会是一件很困难的事情。作为研究内容的重要组成部分，本课题首先给出了QoS 路由的度量原则，然后分析了移动自组织网络的路由协议，在对比常用的路由搜索算法的基础上，根据M4Net的网络特征，确定了基于遗传算法的路由优化算法。本课题实现了M4Net中源节点与目的节点之间的路由优化，即以跳数为度量，在源节点和目的节点之间的若干条可达路由中选择8条相对较短的路由，为资源预留提供方案评价和选择的依据。 本课题设计了适应于M4NetQoS机制的路由优化算法的全部程序流程，在VC++6.0环境下进行了仿真设计与实现。仿真结果表明，本课题设计的M4Net的路由优化算法路由无环路，具有正确性；达到收敛状态的平均进化代数为18，收敛速度较快，各算子设计合理，使进化结果具有良好的总体性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1课题的提出

1.2国内外发展现状

1.3论文结构

第2章M4Net总体设计

2.1移动Ad Hoc网络概述

2.2无线Mesh网络概述

2.3M4Net及QoS机制

2.3.1 M4Net网络拓扑

2.3.2 M4Net的QoS机制

第3章M4Net的路由优化技术

3.1 QoS路由的度量选择

3.1.1常用网络性能度量

3.1.2路由的度量选择原则

3.1.3 QoS路由的度量选择思想

3.2移动自组织网络常用的路由协议

3.2.1移动Ad Hoc网络的路由协议

3.2.2无线Mesh网络的路由协议

3.3 M4Net的路由优化算法

3.3.1 M4Net的路由优化算法

3.3.2路由算法的性能评价参数

第4章基于遗传算法的M4Net路由优化算法设计

4.1遗传算法基本原理

4.1.1遗传算法的特点

4.1.2遗传算法的运行参数

4.1.3遗传算法的执行步骤

4.2编码方案

4.2.1采用遗传算法解决路由问题的编码思想

4.2.2采用遗传算法解决单播路由问题的常用编码方法

4.2.3本课题采用的编码方案

4.3初始种群

4.4适应度函数

4.5选择操作

4.5.1常见的选择策略

4.5.2本课题采用的选择策略

4.6交叉操作

4.6.1常用的交叉策略

4.6.2本课题采用的交叉策略

4.7变异操作

4.7.1常用的变异策略

4.7.2本课题采用的变异策略

4.8替代操作

4.8.1常用的替代策略

4.8.2本课题采用的替代策略

第5章M4Net路由优化的仿真设计

5.1设计的总体框架

5.2 M4Net路由优化仿真平台的构建

5.2.1路由优化算法仿真

5.2.2算法性能分析

5.2.3计算结果分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢