發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 17:19

【摘要】：隨著機(jī)載系統(tǒng)信息化程度的快速提升,對(duì)機(jī)載傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能也有了更高的要求。由于光網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低時(shí)延、傳輸協(xié)議透明、靈活可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn),波分復(fù)用(Wavelength Division Multiplex,WDM)光網(wǎng)絡(luò)逐漸成為下一代機(jī)載傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究方向�；�于此,本文針對(duì)WDM光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的機(jī)載傳感器網(wǎng)絡(luò)資源分配相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。其中針對(duì)機(jī)載傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多播需求,重點(diǎn)研究了多播路由與波長(zhǎng)分配以及多播流量疏導(dǎo)算法。在機(jī)載傳感器WDM網(wǎng)絡(luò)中,為了滿(mǎn)足機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的特定業(yè)務(wù)需求以及業(yè)務(wù)中的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)約束,同時(shí)最小化多個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的消耗,本文研究其滿(mǎn)足機(jī)載環(huán)境QoS要求的多播路由與波長(zhǎng)分配(Routing and Wavelength Assignment,RWA)算法。在對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的描述和分析的基礎(chǔ)上,本文提出一種非支配排序遺傳算法(Nondominate Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA2)和禁忌搜索算法(Tabu Search,TS)結(jié)合的多目標(biāo)進(jìn)化算法,將其應(yīng)用于解決提供QoS保證的多播路由與波長(zhǎng)分配問(wèn)題。在該算法的應(yīng)用中,針對(duì)本文研究的特定問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了特定的個(gè)體編碼方案,并針對(duì)具體問(wèn)題重新定義了帶約束條件的個(gè)體間支配關(guān)系。同時(shí),針對(duì)進(jìn)化算法中使用的遺傳操作,本文設(shè)計(jì)了特定的初始化策略、選擇策略、以及交叉和變異策略。對(duì)設(shè)計(jì)的算法,本文通過(guò)仿真比較了算法的解在目標(biāo)空間中的分布特性以及針對(duì)該問(wèn)題定義的收斂性參數(shù)、多樣性參數(shù),結(jié)果表明本算法平均收斂性比對(duì)比算法NSGA2_MRWA和SPEA_MRWA算法增加40%和78%,多樣性參數(shù)在請(qǐng)求規(guī)模較大的情況下平均減少3.84%和5.11%。針對(duì)機(jī)載傳感器光網(wǎng)絡(luò)中存在多種速率的數(shù)據(jù)傳輸且低速數(shù)據(jù)與波長(zhǎng)帶寬不匹配等問(wèn)題,本文對(duì)其流量疏導(dǎo)問(wèn)題進(jìn)行了研究。在本文中,建立了基于光樹(shù)的流量疏導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型,提出了一種基于對(duì)逐級(jí)遞減的帶寬進(jìn)行共享的光樹(shù)共享流量疏導(dǎo)算法,并在其中使用遺傳算法進(jìn)行了路由與波長(zhǎng)分配。本文針對(duì)不同的拓?fù)�、不同�?guī)模以及類(lèi)型的業(yè)務(wù)進(jìn)行了仿真分析,并同其他算法進(jìn)行了對(duì)比。首先分別對(duì)比了其他算法與本算法在波長(zhǎng)資源和收發(fā)射機(jī)資源、分路器資源等光器件資源上的消耗。最后綜合上述因素,比較了網(wǎng)絡(luò)代價(jià)。仿真結(jié)果表明,本文提出的流量疏導(dǎo)算法在業(yè)務(wù)規(guī)模較大的情況下,網(wǎng)絡(luò)資源的使用要顯著少于另外兩種與之對(duì)比的算法。在平均情況下,本文的流量疏導(dǎo)算法比不使用該算法網(wǎng)絡(luò)代價(jià)低58%,比對(duì)比的算法SLTSG、LTSG分別低17%和29%。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V243;TN929.1;TP212

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本文編號(hào)：2725989