基于遺傳算法的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)QoS組播路由研究.pdf

1、服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)組播(multicast)路由是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的難題之一。用啟發(fā)式算法解決QoS組播路由問題，計(jì)算時(shí)間和代價(jià)會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大而急劇增大。遺傳算法(GeneticAlgorithm，GA)由于具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、強(qiáng)壯性和靈活性，是求解QoS組播路由問題的重要手段。由于WANET(WirelessAdHocNetwork，WANET)節(jié)點(diǎn)能量有限，與有線網(wǎng)絡(luò)不同，無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)QoS組播路

2、由問題需要考慮能量消耗。隨著多媒體應(yīng)用的飛速發(fā)展，QoS組播路由也需要考慮傳輸延遲和代價(jià)。本論文主要圍繞華為技術(shù)有限公司研究項(xiàng)目“BGP路由協(xié)議硬件加速”和“IP流量探測(cè)技術(shù)”在無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)中的研究任務(wù)，從無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)AdHoc網(wǎng)絡(luò)QoS組播路由問題展開了深入研究，在QoS組播路由中考慮了傳輸延遲、路由代價(jià)、能量消耗、網(wǎng)絡(luò)生存期和組播生存期。
　　 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果如下:
　　 (1)在

3、無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)中提出了三個(gè)QoS組播路由問題，分別是:延遲抑制最小能耗組播路由(Delay-ConstrainedMinimum-EnergyMulticastRouting，DCMEMR)問題，目的是為了保證多媒體應(yīng)用的延遲約束，并同時(shí)減小組播的能量消耗;最大網(wǎng)絡(luò)生存期最小代價(jià)組播路由(Maximum-Network-LifetimeMinimum-CostMulticastRouting，MaxNLMCMR)問題，目的是為了減小

4、組播傳輸代價(jià)的同時(shí)延長網(wǎng)絡(luò)的生存期;延遲抑制最大組播生存期組播路由(Delay-ConstrainedMaximum-LifetimeMulticastRouting，DCMaxLMR)問題，目的是為了保證多媒體應(yīng)用的延遲約束，并同時(shí)延長組播的工作時(shí)間。
　　 (2)提出了樹結(jié)構(gòu)編碼法。樹結(jié)構(gòu)編碼法用組播樹本身來描述染色體，省略了遺傳算法執(zhí)行過程中的編碼/解碼操作，可以簡(jiǎn)化遺傳算法，加速算法的收斂。
　　 (3)針對(duì)DC

5、MEMR問題，提出基于遺傳算法的延遲抑制最小能耗組播路由算法(GA-basedDelay-ConstrainedMinimum-EnergyMulticastRoutingAlgorithm,DCMEGA)。該算法的遺傳算子能減小組播樹的延遲和能量消耗，加速算法的收斂。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該算法構(gòu)造的組播樹不僅滿足延遲抑制條件，而且能量消耗最小，并且該算法能快速收斂。
　　 (4)針對(duì)MaxNLMCMR問題，提出基于遺傳算法的最大網(wǎng)絡(luò)生

6、存期最小代價(jià)組播路由算法(GA-basedMaximum-Network-LifetimeMinimum-CostMulticastRoutingAlgorithm，MaxNLMCGA)。該算法的遺傳算子能減小組播樹的傳輸代價(jià)和能量消耗，變異算子能延長網(wǎng)絡(luò)生存期，加速算法的收斂。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該算法構(gòu)造的組播樹不僅傳輸代價(jià)最小，而且網(wǎng)絡(luò)生存期最長，并且該算法能快速收斂。
　　 (5)針對(duì)DCMaxLMR問題，提出基于遺傳算法的延遲