网络编码下的编码开销-链路开销联合优化

网络编码是一种新的网络传输技术,能够充分利用网络的理论组播速率上限.讨论了在网络编码下综合考虑编码开销和网络链路开销的网络总开销优化问题,将由网络编码引起的编码开销同样纳入优化问题的考虑范围.给出了2种各有优劣的网络信息流模型描述这一问题,并在不同模型下定义了2种开销的一般形式.由于这一优化问题属于NP难问题,目前一般采用启发式算法获得近似的优化解.随后的实验中,在不同规模的拓扑下对比了基于2种不同信息流模型的启发式算法的性能.由于考虑了编码开销使得联合优化问题远比链路开销优化问题复杂,模拟实验显示,只有当编码开销与链路开销价值系数之比达到1000以上时,才能获得比单纯链路优化更小的总开销.在提出基于遗传算法的方案之前,还简单地讨论了联合优化问题的复杂度.     

基于遗传算法的网络编码优化

在前人优化研究方法的基础上,结合网络编码优化问题自身的特点提出了新的解决方案.首先是算法的预处理部分:1) 给出了统一的方法由不同的资源描述函数生成遗传算法所必须的适应值函数,使得各种不同的网络编码资源优化问题都能利用同样的遗传算法模型;2) 通过检验有多条输入链路的输出链路进一步缩小优化算法的搜索范围.其次,针对网络编码资源优化问题随机解几乎不能让所有接收者都达到组播速率的特点,在一般的遗传算法中加入以下新的处理:1) 在初始化阶段使用更为精细的算法产生更高质量的初始成员.2) 在遗传算法每次循环开始时额外调用初始成员生成算法,加入一定数量的新成员,从而避免了局部性问题.3) 对于不能达到最大组播速率的网络编码方案,基于各个接收者各自的接收速率确定更为合适的适应值而不是统一设为?1,从而使这些方案也能参与算法的进一步处理而不是完全被淘汰.模拟实验结果显示,新的优化算法不仅运行得更快,而且输出的网络编码方案所消耗的资源也更少.     

无线网络中网络编码子图优化问题的研究

文中主要针对存在链路时延且节点缓存受限的无线网络来考虑网络编码子图优化问题。提出所研究问题的连续时间模型,进而又推导出离散时间模型。为简化所研究问题,引入时间扩展网络拓扑模型,基于该模型提出网络编码子图分布式优化算法,并通过仿真评估节点缓存大小对系统性能的影响。仿真结果表明,节点缓存越长,最优子图的总能耗越少。最后,对比网络编码技术和路由技术对系统性能的影响,仿真结果表明有网络编码的系统性能优于传统的无网络编码系统。     

基于网络编码的无线多跳网络寿命优化模型研究

针对无线多跳网络的寿命优化问题,通过将无网络编码、双向网络编码和侦听网络编码的寿命优化问题转化为线性约束规划问题,提出一种基于网络编码的无线多跳网络寿命优化模型。在该模型中,基于功率控制模型、数据流个数、业务需求分布和每个节点初始能量的随机拓扑模型,首先对这三种不同情形下的网络寿命优化问题进行建模。然后使用内点法对这些问题进行求解,最后评估网络寿命。通过对多种情况下网络编码对网络寿命的影响进行仿真,验证了模型的有效性。仿真结果表明,在弱功控情况下网络编码可以取得较好的网络寿命增益,且该增益随数据流个数的增加而增加,相对于侦听网络编码方法,双向网络编码方法在取得相近性能的同时,具有更低的计算开销。     

基于网络编码的无线Mesh网络传输关键技术研究

在网络技术不断发展的过程中出现了一种新型结构及为分布式网络形态。这种形态最显著的特点便是网状拓扑结构呈现了点到多点的相对静态特征。显然该结构与传统节点存在明显的差异,它是借由邻居节点的多跳中继后才应用于网络当中。这使得网络整体上呈现了灵活分布、多跳的特征,同时也具有组织、自愈的特点。在无线网状网络中Mesh网络具有典型的代表性并且随着其技术水平的不断提升Mesh网络的应用面也在不断扩增,本文对基于网络编码的无线Mesh网络传输关键技术进行了综合性分析,提出了相关观点,供以参考。     

基于网络编码在无线网络通信技术中的研究与应用

随着网络技术的快速发展,信息传输和信息安全需进一步加强,网络编码技术的应用符合当前无线网络快速发展的需求,网络编码不仅优化网络传输的性能,还利用网络节点对数据进行存储转发及数据处理,网络编码的应用促进和优化了网络信息传输的有效性,在无线网络发展中具有重要的现实意义。     

网络编码技术在无线网络中的运用

将随机网络编码与无线网络的空间多样性结合起来,并且采用超路径进行通信子网的选择和建立,提高无线网络的可靠性。通过仿真结果表明：在超路径上使用网络编码后,无线网络的可靠性得到了较大的提高,并且还能带来较高的吞吐率。     

联合编码开销与安全性能的网络编码优化方案

网络编码技术在提高网络吞吐量和传输效率等方面具有很大优势,但该技术需要在节点处进行额外编码操作,增加了编码开销。针对在保证最大多播速率的前提下,降低编码开销的同时兼顾网络编码安全程度的问题,现提出一种联合编码开销与安全性能的网络编码优化方案。该方案首先在基于预选择机制的小生境遗传算法的基础上加入了预处理机制。其次,构建了新的适应度函数。最后采用了一种更科学的种群规模的确定方式。仿真结果表明,该算法比传统的基于遗传算法的网络编码优化方案在收敛时间、进化代数、编码开销和安全程度四个方面更具优势。     

用Excel求解网络优化问题

规划求解在各个行业都得到广泛的应用，并取得了显著的经济效益。各个领域中的大量问题都可以归结为线性规划问题。通过实例，分析了用Excel提供的“规划求解”功能解决网络优化中的主要问题，论证Excel对于需要大量进行处理数据研究中的实用性。使用Excel的“规划求解”工具可以很方便解决此类问题，为网络决策分析活动制定最优方案。     

遗传算法在网络优化问题中的研究

针对城市交通网络优化问题的实际意义,本论文以TSP为背景构建了网络路径搜索优化的模型,并采用遗传算法改进了算子设计,给出了完整的算法执行步骤,其仿真测试结果也表明了该算法在网络优化中具有良好的搜索性能,对于进一步研究遗传算法在网络优化问题中的实际应用具有一定借鉴意义。     

基于GPU的网络编码并行优化算法研究

在组播通信网络中,在满足组播速率的前提下,如何使编码资源开销最小化即网络编码优化是一个NP难问题.针对现有基于基本遗传算法的网络编码优化的不足,提出基于GPU的并行遗传算法应用于网络编码优化.通过在不同的网络拓扑结构中进行仿真实验,结果表明提出的并行遗传算法能够在更短的时间内找到满意的编码方案,具有更高的性能.     

基于基因算法解析排课问题

高等院校由于课程的多样性及教学资源的紧缺,加剧了课务编排的难度,排课问题是一个NP完全问题,算法的计算机时间是呈指数增长的。基因算法借鉴生物界自然选择和自然遗传机制,使用群体搜索技术,尤其是用于处理传统搜索方法难以解决的复杂和非线性问题,为此,使用基因算法从整体解的质量上来分析,力图从全局来分析问题、解决问题。     

网络编码的研究进展

网络编码允许网络节点在传统数据转发的基础上参与数据处理,已成为提高网络吞吐量、鲁棒性和安全性的有效方法.在介绍网络编码基本原理的基础上,比较了集中式和分布式网络编码构造方法的优缺点,并对实用网络编码设计中涉及的同步、纠错、编解码速度等问题进行了评述;进而,对网络编码在无线网络、P2P系统、分布式文件存储和网络安全等领域的最新应用进行了总结;最后对网络编码的理论和应用研究的发展趋势进行了分析与展望.设计简单高效的实现机制,并与其他领域的技术如信道编码与调制、路由算法、队列调度以及流媒体技术等的结合,将是网络编码发展的一个重要趋势.     

基于网络编码的分簇无线Mesh网络路由协议

传统的网络编码算法会增加网络的复杂性.为此,引入分簇的思想,提出一种基于网络编码的分簇无线Mesh网络路由协议以及一个用于平面型无线混合Mesh网络的分簇算法,根据相关性计算网络节点的度值,实现无线Mesh网络层次结构的划分.仿真结果表明,该协议能在一定程度上减小网络编码的复杂性.     

网络编码在无线Mesh网中的应用综述

网络编码是近年来通信领域的一种新的技术.网络编码允许中间节点将接收到的信息进行编码并发送出去,提高了网络吞吐量、健壮性等.无线Mesh网可以使用网络编码技术显著提高多跳链路的传输性能.文中简要介绍网络编码的基本原理和线性网络编码,总结了网络编码在无线Mesh网中的最新研究进展,评述了网络编码对无线Mesh网通信性能的影响,包括提高网络吞吐量、健壮性和安全性,最后对其发展趋势进行了展望.     

有环网络编码关键理论问题研究

同无环网络编码研究相比,有环网络编码的理论存在更多研究空白.在实际网络中,网络编码信息流很可能交错形成环路,造成环路中链路之间逻辑因果关系混乱,时延的引入成为必须.因此,有环网络中网络编码呈现出与无环网络中不一样的特性.由于有环网络编码是网络编码实用化研究的一个关键和难点,而且有环有时延网络更接近实际网络情况,因而有环网络的研究具有较大理论和实用意义.本文从有环网络编码的数学理论框架、有环网络编码容量、码构造算法、多源有环网络编码等几个方面综述了有环网络编码的研究现状和需要进一步研究的方向.     

基于线性网络编码的无线网络信道接入机制

为了提高无线自组织网络的通信性能,针对当前网络信道接入机制存在的不足,提出一种基于线性网络编码的信道接入机制(LNC)。首先对传统网络信道接入机制的工作原理和缺陷进行分析,然后采用线性网络编码方式提高数据包传输效率,最后运用马尔科夫链模型对LNC进行数学建模,并通过仿真实验对其性能进行分析。仿真实验结果表明,相对于传统网络信道接入机制,LNC不仅提高了网络的吞吐量,降低了节点的数据包丢失率,而且提高了信道利用率。     

基于多播的网络编码研究

最大流最小割的理论决定了网络的最大吞吐量,网络编码可以使这一理论在单元多播的网络环境下得以实现,其核心思想是在网络的中间节点引入编码功能,对收到的数据包进行相应编码后再转发出去,有别于传统网络的简单存储和转发操作.文章介绍了网络编码的原理、优势,分析了线性网络编码理论,并对其构造方法进行了改进,降低了复杂度.