資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)編碼組播路由算法研究

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1、碩士研究生學(xué)位論文題目:學(xué)號：065111姓名：邢煥來專業(yè)：電磁場與微波技術(shù)導(dǎo)師：紀(jì)越峰教授學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院2009年2月14日獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明木人聲明所呈交的論文是木人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京郵電大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一

2、切相關(guān)責(zé)任。木人簽名：日期：關(guān)于論文使用授權(quán)的說明學(xué)位論文作者完全了解北京郵電大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，BP：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北京郵電人學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影卬、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密在_年解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋：木學(xué)位論文不屈于保密范圍，適用本授權(quán)書。本人簽名：FI

3、期：導(dǎo)師簽名：□期：資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)編碼組播路由算法研究摘要2000年，Ahiswede和李碩彥等學(xué)者基于網(wǎng)絡(luò)信息流的概念提出了網(wǎng)絡(luò)編碼(NetworkCoding,NC)思想。不同于傳統(tǒng)路由器對流經(jīng)信息的“存儲(chǔ)一轉(zhuǎn)發(fā)”方式，網(wǎng)絡(luò)編碼允許網(wǎng)絡(luò)中部分中間節(jié)點(diǎn)在必耍時(shí)對流經(jīng)其的信息進(jìn)行編碼組合再轉(zhuǎn)發(fā)，即“編碼一轉(zhuǎn)發(fā)”方式，能夠獲得基于最大流?最小割定理的組播速率理論上限。網(wǎng)絡(luò)編碼在提高組播吞吐量、增加帶寬利用率、均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等多方面具有顯著優(yōu)勢。然而，編碼操作必然會(huì)增加編碼節(jié)點(diǎn)信息處理復(fù)雜度。對于同一組播場景而言，隨著編碼

4、節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增多，組播成本及端到端時(shí)延也會(huì)隨之增加。因此，如何構(gòu)建一棵既能滿足網(wǎng)絡(luò)編碼需求從而提高組播吞吐量，又能盡量減少編碼節(jié)點(diǎn)數(shù)量從而降低組播成本及信息傳輸時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)編碼組播樹已成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)編碼領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題之一。本文首先對網(wǎng)絡(luò)編碼及進(jìn)化算法中遺傳算法(GeneticAlgorithm,GA)和量子衍生進(jìn)化算法(QuantumJnspiredEvolutionaryAlgorithm,QEA)等相關(guān)基礎(chǔ)理論進(jìn)行全面、系統(tǒng)的介紹。隨后，對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已知情況下編碼資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)編碼組播樹生成問題進(jìn)行了深入地研究。

5、市于該問題屬于NP?C問題，作者采用高等優(yōu)化算法對其求解，著重研究了如何引入GA及QEA解決該組播樹生成問題，并提出一種基丁自適應(yīng)進(jìn)化機(jī)制(AdaptiveEvolutionMechanism,AEM)的量子衍生進(jìn)化算法(AEM-basedQEA,AEQEA)oAEQEA基于自適應(yīng)旋轉(zhuǎn)角步長調(diào)整(AEM-basedRotationAngleStep,AEM-RAS)機(jī)制及自適應(yīng)量子變異概率(AEM-basedQuantumMutationProbability,AEM-QMP)機(jī)制，其任意一代的任一個(gè)體的進(jìn)化參量均

6、由該個(gè)體自身適應(yīng)度確定，從而更好地保證盡可能多的進(jìn)化個(gè)體能夠朝著最優(yōu)解方向不斷靠近。多種拓?fù)湎碌姆抡娼Y(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的GA和QEA,AEQEA具有組播成功率高、收斂速率快以及全局搜索強(qiáng)能力等特點(diǎn)，在解決資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)編碼組播路市問題時(shí)具有更優(yōu)的性能。關(guān)鍵詞：組播；網(wǎng)絡(luò)編碼；進(jìn)化計(jì)算；遺傳算法；量子衍生進(jìn)化算法RESEARCHONRESOURCEOPTIMIZATIONMULTICASTROUTINGALGORITHMBASEDONNETWORKCODINGABSTRACTInspiredbytheconcepto

7、fnetworkinformationflow,RudolfAhiswedeandShuo-YenRobertLietal.proposednetworkcoding.Differentfromthewaythatthetraditionalrouteradopts"store-and?fbrwanf'methodtoprocesstheinformationpassingby,networkcodingallowspartsoftheintermediatenodesinanetworktocombinethei

8、nformationtheseintermediatenodesreceivefromdifferentportsandthentoforwardthecodedinformationifnecessary,aswecall6tcode-and?fdrwanT'method.Networkcodingenablesanymulticastscenarioto