基于遺傳算法的無線Ad Hoc網(wǎng)絡QoS組播路由研究.pdf

1、服務質量(QualityofService，QoS)組播(multicast)路由是網(wǎng)絡優(yōu)化的難題之一。用啟發(fā)式算法解決QoS組播路由問題，計算時間和代價會隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大而急劇增大。遺傳算法(GeneticAlgorithm，GA)由于具有較強的適應性、強壯性和靈活性，是求解QoS組播路由問題的重要手段。由于WANET(WirelessAdHocNetwork，WANET)節(jié)點能量有限，與有線網(wǎng)絡不同，無線AdHoc網(wǎng)絡QoS組播路

2、由問題需要考慮能量消耗。隨著多媒體應用的飛速發(fā)展，QoS組播路由也需要考慮傳輸延遲和代價。本論文主要圍繞華為技術有限公司研究項目“BGP路由協(xié)議硬件加速”和“IP流量探測技術”在無線AdHoc網(wǎng)絡中的研究任務，從無線AdHoc網(wǎng)絡的特點出發(fā)，對AdHoc網(wǎng)絡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、能量消耗、網(wǎng)絡生存期和組播生存期。
　　 本文的主要創(chuàng)新性研究成果如下:
　　 (1)在

3、無線AdHoc網(wǎng)絡中提出了三個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用的延遲約束，并同時減小組播的能量消耗;最大網(wǎng)絡生存期最小代價組播路由(Maximum-Network-LifetimeMinimum-CostMulticastRouting，MaxNLMCMR)問題，目的是為了減小

4、組播傳輸代價的同時延長網(wǎng)絡的生存期;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用的延遲約束，并同時延長組播的工作時間。
　　 (2)提出了樹結構編碼法。樹結構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，可以簡化遺傳算法，加速算法的收斂。
　　 (3)針對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。實驗結果證明該算法構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MaxNLMCMR問題，提出基于遺傳算法的最大網(wǎng)絡生

6、存期最小代價組播路由算法(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和能量消耗，變異算子能延長網(wǎng)絡生存期，加速算法的收斂。實驗結果證明該算法構造的組播樹不僅傳輸代價最小，而且網(wǎng)絡生存期最長，并且該算法能快速收斂。
　　 (5)針對DCMaxLMR問題，提出基于遺傳算法的延遲