改进遗传算法优化光组播网络编码链路数目

光组播中使用网络编码能提高组播吞吐量、均衡网络负载和提高网络资源利用率,但会增加光组播网络节点的光域计算开销和存储开销。由于缺少光RAM,光组播网络需要尽量减少光网络中的编码操作次数,而光网络编码链路的数目可以更好地反映出编码操作次数。因此,本文提出了基于改进遗传算法(GA)的最小化编码链路算法。为了防止算法收敛速度过快陷入局部最优,算法设计了动态变异的操作,根据每一代最佳个体的适应度的变化情况确定变异概率;在算法的迭代过程中改进新个体接受策略和局部操作,不仅能保证种群的多样性,也可以提高算法的局部寻优能力。仿真结果表明,最小化编码链路算法能够有效地解决光网络中最少网络编码链路问题,能够在较短的时间内找到更少编码链路的网络编码信息传输方案。     

图压缩优化光组播最小网络编码路由

将网络编码和光网络相结合可以有效解决光网络的 带宽资源利用率等问题。然而,在光网络中进行编码操作,又将增加光网的光域运算开销、 复杂度和缓存需求。为了减少光网络中网络编码的操作次数,本文提出一种基于图压缩的方 法优化光网络拓扑结构, 结合智能优化遗传算法(GA)实现组播最大速率的光组播最小编码节点,通过对光网络拓扑结 构中的一类特殊潜在编码节点 进行压缩处理,达到缩小算法搜索空间、排除大量非最优解的目的。仿真结果表明,通过本 文图压缩优化后的光网络拓扑结 构,可以使得现有的智能优化GA在求解光组播最小网络编码路由问题时效率更高,寻找到的 解更优。     

基于共享路径和网络编码的光组播容量优化

为了降低光组播路由 的光域网络编码代价和提高达到理论最大光组播容量的 概率,提出一种基于共享链路和网络编 码的优化光组播容量方法。首先设计一种从多条源－ 宿最短路径中选择能达到最大光组播容量的最短路径簇,然后在 最短路径簇中计算路径的共享度,选择共享度高的组播路径传输网络编码信息,构造网络编 码次数最少的光组播编码子图, 解决传统的网络编码组 播路由和最大共享度链路组播路由中存在的网络编码次数过多和达到最大光组播容量概率过 低的问 题。仿真结果表明:本文提出的方法具有最低的网络编码代价,能以最大的概率达到光组播 理论最大容量。     

适合全光组播网络的网络编码技术研究北大核心

传统的网络编解码算法需要进行线性运算,只适合在电域中实现。而当前全光器件的发展已经能够实现逻辑运算和移位操作。为了将网络编码引入到全光组播网络当中,文章研究了生成网络编码组播树的算法,以及适合于光网络编码的编码向量选取方法,并对所提出的算法进行了仿真分析。结果表明,将网络编码应用于全光组播中能够显著提高组播性能。     

基于改进遗传算法的捷变相位编码组优化设计

针对低重频相参雷达面临的同频干扰、转发式干扰等问题,设计具有低自相关副瓣和互相关峰的捷变相位编码组是一个有效解决手段。根据脉冲积累后的自相关及互相关峰设计代价函数,提出了一种改进的遗传优化算法来搜索捷变相位码组,该算法加入了种群筛选机制和自适应变异概率策略,弥补了基本算法的缺点,提高了算法的收敛速度。仿真结果表明:在搜索捷变编码组方面改进后的算法优于基本遗传算法。     

适合全光组播网络的网络编码技术研究

传统的网络编解码算法需要进行线性运算,只适合在电域中实现。而当前全光器件的发展已经能够实现逻辑运算和移位操作。为了将网络编码引入到全光组播网络当中,文章研究了生成网络编码组播树的算法,以及适合于光网络编码的编码向量选取方法,并对所提出的算法进行了仿真分析。结果表明,将网络编码应用于全光组播中能够显著提高组播性能。     

一种基于混合编码的遗传算法

文章提出了一种混合编码的遗传算法。该算法有机地将二进制编码和浮点数编码结合起来 ,并针对不同的编码方法设计相应的交叉、变异算子。混合编码方法既有二进制编码全局搜索能力强、简单、易操作的优点 ,又具有浮点数编码局部搜索能力强、精度高、稳定性好、运算速度快的优点。使算法不易陷入早熟收敛且局部搜索能力强 ,收敛速度快。文章对一系列典型函数进行了优化计算 ,试验结果证实了这种混合编码遗传算法的有效性和优越性强     

改进遗传模拟退火算法求解TSP

遗传算法和模拟退火算法均是解决TSP的有效方法,分析2种算法各自的优缺点,在已有遗传模拟退火算法的基础上进行改进并用于求解TSP.引用部分最近插入法、部分随机产生初始种群,减小了群体多样性与收敛速度的矛盾.在遗传算法中,使用精英保留策略对选择操作进行改进,保证种群的质量;引入进化逆转算子,使子代继承亲代的较多信息,增强搜索能力.经过国际公认的TSPLIB实验数据仿真验证,改进后的遗传模拟退火算法搜索最优能力提高.     

基于改进遗传算法的自动组卷问题研究

为了解决传统遗传算法在自动组卷中容易出现未成熟收敛和收敛速度慢等问题,提出了一种基于改进遗传算法的自动组卷方法。采用分段二进制编码策略,对每个子空间进行初始种群选择,保证了初始种群舍有丰富的模式,从而增加搜索收敛于全局最优的可能性。并对交叉算子和变异算子进行了优化,实现了交叉和变异概率随解的变化而自适应调整。实验结果表明,改进的遗传算法能有效地解决自动组卷问题,提高了收敛速度和组卷的成功率。     

基于改进自适应遗传算法的MIMO 雷达阵列优化

针对传统遗传算法在全局搜索和收敛方面的不足,提出一种改进自适应遗传算法.算法改进了自适应规则,采用随迭代次数和种群适应度自适应变化的交叉、变异操作,同时采用新的选择算子和改进后的最优精英保留策略,摒弃了传统轮盘赌博选择法,增加了收敛于全局最优解的概率,加快了收敛速度.通过测试函数优化求解试验证明,改进算法能够有效提高搜索过程种群的多样性,具有更快的收敛性和更好的全局最优性.在此基础上,将改进的自适应遗传算法应用到MIMO雷达阵列优化设计,通过稀疏栅格编码,采用同时考虑副瓣电平与波束宽度的双适应函数,使优化得到的MIMO雷达方向图具有更好的综合性能,更利于实际工程应用.最后仿真实验结果进一步验证了本文改进算法的有效性.     

网络编码在网络安全中的应用

网络编码的思想在1999年由杨伟豪和张珍首次提出,由Ahlswede等人进一步发展和扩充,安全的网络编码也随即提出。蔡亍和杨伟豪首先针对单信源有向无圈网络给出了安全网络编码的定义和模型,其他研究者也各自提出了不同的安全模型,如J P Vilela提出了轻量级安全的网络编码,K Bhattad提出了弱安全的网络编码等,另外还有抗拜占庭攻击的网络编码。网络编码理论亦在网络纠错中得到了应用,杨伟豪和蔡宁推广了经典纠错码,引入了网络纠错码,杨胜豪在杨伟豪和蔡亍研究的基础上,研究了线性网络编码的重量性质。     

改进型自适应随机卷积网络编码算法

To address the issue of field size in ran-dom network coding, we propose an Improved A-daptive Random Convolutional Network Coding (IARCNC) algorithm to considerably reduce the a-mount of occupied memory. The operation of IARCNC is similar to that of Adaptive Random Convolutional Network Coding (ARCNC), with the coefficients of local encoding kernels chosen uni-formly at random over a small finite field. The difference is that the length of the local encoding kernels at the nodes used by IARCNC is constrained by the depth; meanwhile, increases until all the re-lated sink nodes can be decoded. This restriction can make the code length distribution more reasona-ble. Therefore, IARCNC retains the advantages of ARCNC, such as a small decoding delay and partial adaptation to an unknown topology without an early estimation of the field size. In addition, it has its own advantage, that is, a higher reduction in memo-ry use. The simulation and the example show the ef-fectiveness of the proposed algorithm.     

网络编码中的侦听管理策略

 在基于机会式网络编码的的无线单播应用中,每个节点需要缓存一些数据包,用来对编码数据包进行解码,该缓存称作侦听缓存.本文针对"X"型拓扑分析了传统的基于先入先出的侦听管理策略,理论结果表明侦听缓存有限时吞吐量随侦听缓存的减小而迅速降低.为此,提出了一种基于尽力服务的侦听管理策略,提高了侦听缓存中数据包被用作解码的概率,进而提高了系统吞吐量.为减少无用数据包被缓存的概率,提出了一种基于历史信息的侦听管理策略,可有效减少干扰流对系统吞吐量的影响.     

基于双路单中继信道的网络-信道联合编码

在大型无线网络中,两用户节点进行信息交互,其间存在两个并行的中继节点但无直通链路。本文针对这一模型提出了一种网络-信道联合编码方案,具体方法是:在所有节点进行卷积编码,中继节点处还使用了网络编码,两用户同时接收到两路中继编码信息,从中减去本地信息后即构成分布式Turbo编码,用户端可通过迭代译码来获得对端信息。针对不同的应用环境,本文又给出了两种相关演变方案,并加以比较。仿真结果表明:与网络编码、信道编码单独设计的两种相关方案相比较,网络-信道联合编译码方案能获得更好的误帧率(PER)性能。     

网络编码技术及其在卫星通信中的应用

网络编码是网络通信的一种新技术,可以优化网络的传输性能,其基本思想是网络节点不仅可以进行存储转发,还可以进行编码处理,有别于传统路由的传输方式.文章介绍了网络编码的基本概念,分析了其在卫星通信中的研究和应用,并对其发展进行了展望.     

网络编码的安全问题初探

网络编码打破了传统的独立比特不能再被压缩的传统理论,该理论指出在多播系统中,通过允许中间节点对数据进行编码组合,可以进一步的提高网络吞吐量。现今,虽然网络编码在抗搭线窃听、抗拜占庭攻击和网络纠错码等网络安全领域已展开应用,但仍需进一步发展。针对这一现象,这里对网络编码的安全问题进行综述并加以分析,同时针对网络编码较容易受到的一种攻击——网络污染攻击,指出全同态加密方案在解决该问题上的应用。     

可伸缩视频流的安全网络编码方案

为了使可伸缩视频流在异构网络中达到分层安全等级的目的,运用随机函数来随机化视频流各层中的部分数据流,并结合网络编码来抵御已知的明文攻击。此外,对网络编码器进行了研究,设计有序随机线性网络编码器用于可伸缩视频的传输,可以用很少的随机化操作来达到可扩展的安全等级,并降低通信开销。分析表明,所提方案可有效增加网络的吞吐率。     

无线网络中最小延迟代价网络编码的研究

网络编码能极大地提高网络吞吐量和传输可靠性.编码机会易受到数据包数量不公平性的影响,提出一个具有最小延迟代价的网络编码方法（MDCNC）.首先找到一条固定路由并确定该路由所经过的每一节点的编码能力,然后根据数据流在不同节点处以及不同时隙的可编码情况,灵活地应用该延迟发送策略,以牺牲较小的端到端延迟时间换取更多的编码机会.仿真结果表明,MDCNC能够带来更多的编码机会,进而使网络拥有更高的吞吐量.     

移动自组网中基于部分网络编码的机会主义路由

完全网络编码可用以解决机会主义路由中空间重用及重复报文问题,但增大了报文平均延迟,且报文数据流表现出突发性特征,不利于目标节点解码.本文针对移动自组网提出基于部分网络编码的机会主义路由OR-PNC,采用任意长度部分网络编码方式对报文编码.实验表明OR-PNC可有效降低报文平均延迟达26%,目标节点应用层原始报文到达流更均衡.     

Time and power scheduling in an ad hoc network with bidirectional relaying and network coding

Network coding (NC) is a technique that allows intermediate nodes to combine the received packets from multiple links and forwarded to subsequent nodes. Compared with pure relaying, using NC in a wireless network, one can potentially improve the network throughput, but it increases the complexity of resource allocations as the quality of one transmission is often affected by the transmission conditions of multiple links. In this paper, we consider an ad hoc network, where all the links have bidirectional communications, and a relay node forwards traffic between the source and the destination nodes using NC. All transmissions share the same frequency channel, and simultaneous transmissions cause interference to each other. We consider both digital NC and analog NC strategies, referred to as DNC and ANC, respectively, and schedule transmission time and power of the nodes in order to maximize the overall network throughput. For DNC, an optimum scheduling is formulated and solved by assuming that a central controller is available to collect all the link gain information and make the scheduling decisions. Distributed scheduling schemes are proposed for networks using DNC and ANC. Our results indicate that the proposed scheduling scheme for DNC achieves higher throughput than pure relaying, and the scheduling scheme for ANC can achieve higher throughput than both DNC and pure relaying under certain conditions. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.