基于蟻群優(yōu)化算法的網(wǎng)絡(luò)編碼資源優(yōu)化問題研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，多媒體業(yè)務(wù)需求量急劇增長，而組播作為一種點到多點的基礎(chǔ)技術(shù)，能夠很好地支撐多媒體業(yè)務(wù)，因此受到了廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)組播采用“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)（Store-and-Forward）”方式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，無法保證獲得理論上的最大組播速率。2000年網(wǎng)絡(luò)編碼被提出，該技術(shù)根據(jù)“編碼-轉(zhuǎn)發(fā)(Coding-and-Forward)”方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，彌補了傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，使組播可以更好地支持帶寬需求量不斷增加的多媒體業(yè)務(wù)。
　　早期

2、的網(wǎng)絡(luò)編碼組播的研究工作中，大部分都假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中所有具有編碼功能的節(jié)點都進(jìn)行編碼操作，然而編碼操作需要額外的計算和存儲資源，帶來額外的計算消耗和時延。因此網(wǎng)絡(luò)編碼資源優(yōu)化問題被提出，即保證組播最大速率的同時盡可能地減少編碼操作。蟻群優(yōu)化算法已成功地應(yīng)用于很多組合優(yōu)化問題中，但應(yīng)用于本問題還未見報道，本文擬研究采用蟻群優(yōu)化算法解決網(wǎng)絡(luò)編碼資源優(yōu)化問題。
　　本文提出了一種新的蟻群優(yōu)化算法來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)編碼資源優(yōu)化問題(NRCM-ACO)。

3、該算法包含了幾個適應(yīng)問題的特殊機(jī)制:(1)一個多維信息素維護(hù)機(jī)制，來解決信息素覆蓋問題;(2)一個基于問題的啟發(fā)素，來增強局部搜索能力;(3)一個基于禁忌表的路徑構(gòu)造方法，來得到從源節(jié)點到接收節(jié)點的無公共邊的解集;(4)一項信息素局部更新機(jī)制，來指導(dǎo)螞蟻選擇更為合適的路徑;(5)一個方案重構(gòu)方法，以避免早熟收斂，提高算法的搜索能力。結(jié)合這些優(yōu)秀的機(jī)制，NCRM-ACO算法在構(gòu)建解的階段能充分結(jié)合全局和局部信息，從而構(gòu)建出全局最優(yōu)解。仿真