基于蚁群优化算法的网络编码资源优化问题研究

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1、ｆ±学位论文硕ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾Ｂ；：：？：＝＾ｒ＾Ｈ指导教师：李天瑞／那焕来国内图书分类号：ＴＰ３１１密级：公开国际图书分类号：００４西南交通大学研究生学位论文基于蚁群优化算法的网络编码资源优化问题研究年级２０１３级姓名王诏远申请学位级别硕±专业软件工程指导老１币李天瑞教授！邢焕来副教授一二零一六年四月十日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰＳ１１Ｕ．Ｄ４．Ｃ：００ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓ

2、民ｅｓｅａｒｃｈｏｎＮｅｔｗｏｒｋＣｏｄｉｎ民ｅｓｏｕｒｃｅｇＭｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎＰｒｏｂｌｅｍＢａｓｅｄｏｎＡｎｔＣｏｌｏｎＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｏｒｉｔｈｍｙｐｇＧｒａｄｅ：２０１３Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈａｏｕａｎＷａｎｙｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＴｉａｎｍｉＬｉａｎｄＡ．Ｐ．ＨｕａｎｌａｉＸｉｎｇｐＡｐｒｉｌ．ｌｌ，２０１６西南交通大学学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１，．保密□在年解密后适用本授权书；２，．不保密囚使用本授权书。＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：２０１６年＾月以日日期：２０１６年Ｉ月日西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下；一本文提出了种新

4、的蚁群优化算法来优化网络编码资源优化问题（ＮＲＣＭ－ＡＣＯ）。—该算法包含了几个适应问题的特殊机制：（０个多维信息素维护机制，来解决信息——素覆盖问题（２），３）；个基于问题的启发素来增强局部搜索能力；（个基于禁忌一表的路径构造方法，来得到从源节点到接收节点的无公共边的解集（４）；项信息素—局部更新机制，来指导妈蚁选择更为合适的路径（５）个方案重构方法，Ｗ避免早；－，提高算法的搜索能力ＡＣＯ熟收敛。结合这些优秀的机制，ＮＣＲＭ算法在构建解的阶段能充分结合全局和局部信息，从而构建出全局最优解，。仿真实验表明在不同的基准场景下，我们提出的算法在效果和效率上都优

5、于现有的所有算法。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研巧做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：＇／曰期；ｗ，、］，叫西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ巧摘要一随着网络技术的高速发展，多媒体业务需求量急剧增长，而组播作为种点到多＂点的基础技术，能够很好地支撑多媒体业务，因此受到了广泛关注。传统姐播采用存＂－Ｓ－－Ｆｏ储转发（ｔｏｒｅａ

6、ｎｄｒｗａｒｄ）方式进行数据转发，无法保证获得理论上的最大组播速＂＂－－－２０００ｉ率。年网络编码被提出，该技术根据编码转发（ＣｏｄｎｇａｎｄＦｏｒｗａｒｄ）方式转发数据，弥补了传统技术的缺陷，使组播可Ｗ更好地支持带宽需求量不断增加的多媒体业务。早期的网络编码组播的研究工作中，大部分都假设网络中所有具有编码功能的节点都进行编码操作，然而编码操作需要额外的计算和存储资源，带来额外的计算消耗和时延。因此网络编码资源优化问题被提出，即保证组播最大速率的同时尽可能地减少编码操作。蚁群优化算法己成功地应用于很多组合优化问题中，但应用于本问题还未见报道，本文巧研究采用蚁群优

7、化算法解决网络编码资源优化问题。一－ＡＣＯ）本文提出了种新的蚁群优化算法来优化网络编码资源优化问题（ＮＲＣＭ。该算法包含了几个适应问题的特殊机制一：（１）个多维信息素维护机制，来解决信息——素覆盖问题；（２）个基于问题的启发素，来增强局部搜索能力；（３）个基于禁忌一表的路径构造方法，来得到从源节点到接收节点的无公共边的解集（４）项信息素；—局部更新机制，来指导妈蚁选择更