基于蚁群优化的弹性光网络预规划业务资源分配算法研究

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1、Ｉ爲聲《７觀匈园ｉ硕±学位论文１Ａ＼＼ＩＩＩＩ｝ＭｍＳＩ基于蚁職化娜性細络麵划业务资源分配算法研究作者姓名亩永刚＾指微师姓名、职称徐展琼教操１申请学位类别工学硕壬ｍ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我

2、同工作的同事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。一切法律责任学位论文若有不实之处，本人承担。＞本人签名：、日期：和４＾］西安电子科技大学关于论文使巧授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即；研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩巧或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论，署文、发明专利等成果名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用

3、本授权书。＿‘．：Ｕ；：．ｉ广，Ｉ、：片本人签名；．；导师签；名本申＾：＇＞＾：ｖｔｗ）、日期日期７学校代码10701学号1301320283分类号TP915.02密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于蚁群优化的弹性光网络预规划业务资源分配算法研究作者姓名：南永刚一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：徐展琦教授学院：通信工程学院提交日期：2016年3月ResearchonResourceAllocationAlgorithmofAntColonyOptimizationforScheduledTrafficin

4、EONsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByNanYonggangSupervisor:XuZhanqiProfessorMarch2016摘要摘要随着互联网的快速发展和通信业务的多样化，网络带宽需求呈现爆炸式增长。传统波分复用光网络的固定波长带宽分配与用户业务灵活多样的带宽需求之间的矛盾日益凸显。通过引入带宽可变的光收发和交换机制，人们近些年提出能够灵活有效分配频谱带宽资

5、源的弹性光网络EONs，路由和频谱分配(RSA)问题是EONs的关键问题之一。传统的RSA研究主要针对静态和动态两种业务类型，但随着网络资源的虚拟化和用户带宽需求方式的改变，预规划业务的资源分配就成为未来应用中亟待解决的问题。依托国家自然科学基金项目“混合弹性光网络中资源优化的新型智能算法及形式化”，本文简要介绍光网络技术的发展状况，总结弹性光网络的研究现状；给出弹性光网络的组成架构、关键部件和主要技术，介绍OFDM调制技术；分析弹性光网络的RSA问题，讨论路由和频谱分配方法及研究现状；简述蚁群优化算法的基本理论和弹性光网络的业务类型。本文研究弹性光网络中预规划业务的RSA优化问题，主要优化业

6、务阻塞率和频谱利用率两个目标。针对弹性光网络中预规划业务的RSA问题，建立包含两个优化目标的整数线性规划模型，将RSA问题转化为组合优化问题，提出一种预规划业务的蚁群优化算法(ACOST)以解决弹性光网络中的RSA问题。该算法采用改进的蚁群优化策略，引入剩余频隙率以确定下一节点的选择概率，通过同时考虑业务的时间重合率和光路权重以选择路径。采用MATLAB编程完成所提算法的性能评估软件，使用NSFNet作为仿真网络拓扑，将仿真结果与其他算法进行对比，验证ACOST算法的可行性和有效性，并分析所提算法中主要参数对仿真结果的影响。仿真结果表明所提算法能有效降低业务的阻塞率，提高频谱资源利用率，可用于

7、解决弹性光网络中预规划业务请求的路由和频谱分配问题。关键词：弹性光网络，路由和频谱分配，预规划业务，蚁群优化IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofInternetandthediversityofcommunicationtraffic,thenetworkbandwidthdemandisincreasingexplosively.Thecontra