多源组播网络编码的优化构造-研究

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1、摘要随着信息时代的到来，人们对网络通信质量的要求越来越高。网络编码的提出是网络通信研究领域中的一项重大突破，其中，面向组播通信的网络编码技术已成为网络通信研究领域的重要课题之一。针对多源组播连接问题，在假定无环的情况下，在基于单目标优化达到网络最大吞吐率的网络编码构造方法的基础上，本文提出了使各子图的组播容量组成的向量达到最优的网络编码构造方法。对多源组播网络进行子图划分，每个子图对应一个单源组播网络。不同的子图划分方式能得到不同的单源组播网络组，各组中的单源组播网络的组播容量互相制约。为了求得最优的子图划分方式，本文采用粒子群优化算法对子图进行划分，并动态求解包含组播容

2、量向量的pareto解集。Pareto最优解集中的pareto解对应最优的几种子图划分方式。若用户优先考虑某个单源组播网络的组播容量，可以在解集中选择合适的解向量进行线性网络编码构造。分析表明，在网络吞吐量方面，该方法优于传统路由传输技术。针对有向有环的多源组播网络，本文提出了一种网络编码的构造方法。首先采用深度优先遍历方法对组播网络进行搜索，找出其中所有的环，并求得各个环的长度。然后依次在每个环中去掉一条有向边，在网络编码构造时，这些边不参与线性网络编码。这样有向有环网络被转化成了有向无环网络。不同的去边情况能够形成不同的有向无环网络。最后求得各有向无环网络的组播容量，

3、找出具有最大组播容量的无环组播网络进行线性网络编码构造。仿真测试结果表明，提出的方法是可行的。关键词网络编码，组播，有环网络，深度优先搜索HABSTRACTWiththecomingofinformationage，peopledemandahigherqualityofnetworkcommunication．Networkcodingtechnologyisa．majorbreakthroughinthefieldofnetworkcommunication．Networkcodingbasedonmulticastcommunicationhasbecomeoneo

4、ftheimportantproblemsincommunicationresearcharea．Aimingatmulti—sourcemulticastconnection，thisthesisproposesanetworkcodingconstructionmethodtoachievethemaximumvectorscontainingmulticastcapacitiesofsub—graphs，assumingthatthereisnoring．Thismethodisbasesonsingle—objectiveoptimizationtoachieve

5、themaximumthroughputofthenetwork．Firstitdividesthenetworkintoseveralsub—graphs，whicharesingle—sourcemulticastnetworks．Therearedifferentgroupswhicharemadeofsingle—sourcemulticastnetworksindifferentdivisionmethods，andthemulticastcapacitiesconstraineachotherinthesamegroup．Inordertoobtaintheb

6、etterdivisionmethodtomaximizethemulticastcapacityofeachsingle-sourcemulticastnetwork，thispaperusesparticleswarmoptimizationalgorithmtodividethenetworkintosub—graphs，andsolvestheparetosolutionsetwhichcontainthemulticastcapacityofeachsingle—sourcemulticastnetworkdynamically．Theparetosolutio

7、nvectorsintheparetosolutionsetcorrespondwiththeseveraloptimalizingdivisionmethods．Ifuserstakeintoaccountthemulticastcapacityofcertainsingle—sourcemulticastnetworkfirstly，theycanchoosetherightsolutionvectorfromtheparetosolutionset，thenconstructthelinearnetworkcoding．