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基于群体智能的ABC支持型切换管理机制的设计与仿真实现

作　者: 蔡颖
导　师: 王兴伟
学　校: 东北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 下一代互联网 总最佳连接 切换 服务质量 群体智能
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 29次
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内容摘要


随着网络技术的飞速发展,Internet已经成为人们工作和生活的重要组成部分。在下一代互联网NGI (Next Generation Internet)中随时随地享受高质量的网络服务已成为人们的迫切需求,因此NGI必须支持总最佳连接ABC (Always Best Connected),提供服务质量QoS (Quality of Service)保证。基于这样的背景,本文设计了NGI中ABC支持型切换管理机制。为了确保用户以最佳方式接入网络,切换决策综合考虑了网络信息的不确定性、用户QoS需求、用户偏好、用户效用、网络供应方效用以及双方公平性等问题。NGI中的网络状态信息是不精确的,针对这一问题,本文设计了相关的网络模型和数学模型,对不精确参数进行处理。为了体现用户与网络供应商之间的公平性,引入了微观经济学中的博弈论方法,为用户和网络供应商计算效用,并利用Nash均衡来兼顾双方的利益,保证切换决策对ABC的支持,在满足QoS需求的同时,使得切换结果不仅使双方的效用最大,而且最符合用户的偏好。本文使用五种群体智能算法：基于小生境微粒群的优化算法、基于含最优变异的多微粒群算法、基于变异算子与模拟退火混合的人工鱼群算法、基于人口迁移的优化算法和基于人工生命食物链的算法,寻找最优切换决策方案,为用户挑选合适的接入点。本文基于NS2 (Network Simulator 2)平台,仿真实现了上述切换模型和算法,并进行了性能评价。仿真结果表明,本文设计的切换机制是可行和有效的,在满足用户基本QoS需求的基础上,兼顾用户对网络及供应商类型的偏好,综合考虑用户和网络供应商的利益,能够较好地支持NGI中的ABC支持型切换。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 引言  10-22
  1.1 NGI  10-13
    1.1.1 NGI概述  10
    1.1.2 NGI主要特点  10-11
    1.1.3 NGI的关键技术  11
    1.1.4 NGI面临的问题  11-13
  1.2 总最佳连接  13-14
  1.3 QoS  14-16
    1.3.1 QoS概念  14
    1.3.2 NGI中的QoS体系  14-15
    1.3.3 NGI中的QoS模型  15
    1.3.4 NGI中的QoS保障问题  15-16
  1.4 切换管理  16-21
    1.4.1 基本概念  16-17
    1.4.2 切换触发  17-20
    1.4.3 切换决策  20-21
  1.5 课题来源  21-22
第2章 相关理论基础  22-26
  2.1 信息不确定性  22-23
    2.1.1 信息模糊性  22
    2.1.2 信息随机性  22-23
  2.2 决策公平性  23-24
    2.2.1 博弈论  23-24
    2.2.2 Nash均衡  24
  2.3 层次分析法  24-25
  2.4 多目标优化  25-26
第3章 NGI中ABC支持型切换管理机制设计  26-74
  3.1 数学模型  26-37
    3.1.1 蜂窝及服务策略刻画  26-28
    3.1.2 移动终端刻画  28-30
    3.1.3 QoS参数权重计算  30-34
    3.1.4 移动终端对服务策略模糊度计算  34-35
    3.1.5 移动终端对服务策略评价函数计算  35-36
    3.1.6 移动终端对服务策略满意度计算  36-37
  3.2 博弈模型  37-42
    3.2.1 成本与定价  37-39
    3.2.2 博弈分析  39-40
    3.2.3 效用计算  40-42
  3.3 单用户ABC支持型切换管理机制  42-43
    3.3.1 单用户切换优化目标  42-43
    3.3.2 算法流程  43
  3.4 多用户ABC支持型切换管理机制  43-74
    3.4.1 多用户切换优化目标  43-44
    3.4.2 基于小生境微粒群算法的切换机制  44-49
    3.4.3 基于含最优变异的多微粒群优化算法的切换机制  49-53
    3.4.4 基于变异算子与模拟退火混合的人工鱼群算法的切换机制  53-61
    3.4.5 基于人口迁移算法的切换机制  61-66
    3.4.6 基于人工生命食物链算法的切换机制  66-74
第4章 仿真实现与性能评价  74-94
  4.1 仿真环境  74-76
  4.2 仿真实现  76-78
    4.2.1 主要C++类和函数  76-77
    4.2.2 主要Otcl类和模块  77-78
  4.3 性能评价  78-94
    4.3.1 拓扑用例  78-80
    4.3.2 运行用例  80
    4.3.3 基准算法  80-82
    4.3.4 单用户切换性能评价  82-85
    4.3.5 多用户切换性能评价  85-92
    4.3.6 参数对算法性能的影响  92-94
第5章 结束语  94-96
参考文献  96-100
致谢  100-102
攻读硕士期间发表的论文  102

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络应用程序
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