發(fā)布時間：2020-06-22 17:19

【摘要】：隨著機載系統(tǒng)信息化程度的快速提升,對機載傳感器網(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)逐漸成為下一代機載傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究方向�；�于此,本文針對WDM光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的機載傳感器網(wǎng)絡(luò)資源分配相關(guān)技術(shù)進行研究。其中針對機載傳感器網(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。在機載傳感器WDM網(wǎng)絡(luò)中,為了滿足機載網(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)合的多目標進化算法,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行了路由與波長分配。本文針對不同的拓撲、不同規(guī)模以及類型的業(yè)務(wù)進行了仿真分析,并同其他算法進行了對比。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