资源优化网络编码组播路由算法研究

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1、硕士研究生学位论文题目:学号：065111姓名：邢焕来专业：电磁场与微波技术导师：纪越峰教授学院：信息与通信工程学院2009年2月14日独创性（或创新性）声明木人声明所呈交的论文是木人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一

2、切相关责任。木人签名：日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，BP：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电人学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影卬、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释：本学位论文属于保密在_年解密后适用本授权书。非保密论文注释：木学位论文不屈于保密范围，适用本授权书。本人签名：FI

3、期：导师签名：□期：资源优化网络编码组播路由算法研究摘要2000年，Ahiswede和李硕彦等学者基于网络信息流的概念提出了网络编码(NetworkCoding,NC)思想。不同于传统路由器对流经信息的“存储一转发”方式，网络编码允许网络中部分中间节点在必耍时对流经其的信息进行编码组合再转发，即“编码一转发”方式，能够获得基于最大流・最小割定理的组播速率理论上限。网络编码在提高组播吞吐量、增加带宽利用率、均衡网络负载等多方面具有显著优势。然而，编码操作必然会增加编码节点信息处理复杂度。对于同一组播场景而言，随着编码

4、节点数量的增多，组播成本及端到端时延也会随之增加。因此，如何构建一棵既能满足网络编码需求从而提高组播吞吐量，又能尽量减少编码节点数量从而降低组播成本及信息传输时延的网络编码组播树已成为当前网络编码领域的热点研究课题之一。本文首先对网络编码及进化算法中遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)和量子衍生进化算法(QuantumJnspiredEvolutionaryAlgorithm,QEA)等相关基础理论进行全面、系统的介绍。随后，对网络拓扑结构已知情况下编码资源优化网络编码组播树生成问题进行了深入地研究。

5、市于该问题属于NP・C问题，作者采用高等优化算法对其求解，着重研究了如何引入GA及QEA解决该组播树生成问题，并提出一种基丁自适应进化机制(AdaptiveEvolutionMechanism,AEM)的量子衍生进化算法(AEM-basedQEA,AEQEA)oAEQEA基于自适应旋转角步长调整(AEM-basedRotationAngleStep,AEM-RAS)机制及自适应量子变异概率(AEM-basedQuantumMutationProbability,AEM-QMP)机制，其任意一代的任一个体的进化参量均

6、由该个体自身适应度确定，从而更好地保证尽可能多的进化个体能够朝着最优解方向不断靠近。多种拓扑下的仿真结果表明，相比于传统的GA和QEA,AEQEA具有组播成功率高、收敛速率快以及全局搜索强能力等特点，在解决资源优化网络编码组播路市问题时具有更优的性能。关键词：组播；网络编码；进化计算；遗传算法；量子衍生进化算法RESEARCHONRESOURCEOPTIMIZATIONMULTICASTROUTINGALGORITHMBASEDONNETWORKCODINGABSTRACTInspiredbytheconcepto

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

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