發(fā)布時間：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、低時延、傳輸協(xié)議透明、靈活可擴(kuò)展等優(yōu)點,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�；诖�,本文針對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。其中針對機(jī)載傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多播需求,重點研究了多播路由與波長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,同時最小化多個網(wǎng)絡(luò)資源的消耗,本文研究其滿足機(jī)載環(huán)境QoS要求的多播路由與波長分配(Routing and Wavelength Assignment,RWA)算法。在對該問題進(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分配問題。在該算法的應(yīng)用中,針對本文研究的特定問題,本文設(shè)計了特定的個體編碼方案,并針對具體問題重新定義了帶約束條件的個體間支配關(guān)系。同時,針對進(jìn)化算法中使用的遺傳操作,本文設(shè)計了特定的初始化策略、選擇策略、以及交叉和變異策略。對設(shè)計的算法,本文通過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該問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比算法NSGA2_MRWA和SPEA_MRWA算法增加40%和78%,多樣性參數(shù)在請求規(guī)模較大的情況下平均減少3.84%和5.11%。針對機(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)與波長帶寬不匹配等問題,本文對其流量疏導(dǎo)問題進(jìn)行了研究。在本文中,建立了基于光樹的流量疏導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型,提出了一種基于對逐級遞減的帶寬進(jìn)行共享的光樹共享流量疏導(dǎo)算法,并在其中使用遺傳算法進(jìn)行了路由與波長分配。本文針對不同的拓?fù)�、不同�?guī)模以及類型的業(yè)務(wù)進(jìn)行了仿真分析,并同其他算法進(jìn)行了對比。首先分別對比了其他算法與本算法在波長資源和收發(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。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)代價低58%,比對比的算法SLTSG、LTSG分別低17%和29%。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V243;TN929.1;TP212

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本文編號：2725989