文档介绍：小生境粒子群优化ABC支持型 QoS组播路由机制
作者:马连博胡书培王兴伟黄敏
主讲人:胡书培
单位:东北大学
目录
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引言与相关工作
问题分析与建模
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组播路由机制描述
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仿真实现与性能评价
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结论及下一步工作
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2018/10/17
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引言与相关工作
2018/10/17
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引言与相关工作
引言
随着下一代互联网技术的迅速发展以及大量新型网络应用的涌现,特别是认知网络、物联网、云计算和大数据等新技术的相互融合,用户对网络带宽的需求以及网络用户数量都急剧增大。除此以外,网络本身所具有的动态性和异构性等特点,也使得保证端到端的服务质量和为组播用户提供最佳接入方式变得很有挑战性。
当前的ABC支持的路由机制存在着以下三个问题:1)网络的异构和链路参数的不精确性;2)用户只关心良好的用户体验,对于QoS参数需求难以精确的描述;3)网络的运营受市场经济规律的支配,网络用户和运营商的效用互相矛盾,难以保证两者的公平性。
2018/10/17
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引言与相关工作
相关工作
从路由角度来看,ABC支持型路由问题是在多QoS约束下的优化问题。对于此类问题常用智能优化算法进行求解。比如:小生境蚁群算法、粒子群算法、遗传算法、植物根系趋向性算法、萤火虫算法等。
本文的思想
本文运用模糊数学的方法对不精确的参数进行了处理;通过用户和运营商博弈,保证用户和运营商之间的公平性,建立了多目标优化的数学模型;在聚类小生境粒子群算法基础上,引入Pareto更新机制,设计一种动态Pareto解聚类分析小生境粒子群算法(Niche particle swarm optimization based on dynamic Pareto cluster algorithm,NPSODPC)求解该QoS组播路由问题。
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问题分析与建模
建立模型
1. 刻画组播QoS请求参数和网络的链路参数
在网络中组播路由的QoS请求可以刻画为6元组,其中为组播的源节点, 为组播目的节点集; 分别为QoS请求的带宽、延迟、延迟抖动和出错率的约束区间。
为简化问题,对于节点的抖动和处理时延,将其归约到下游的边,这样对于每条链路就可以给出其带宽、延迟、延迟抖动、出错率的保证区间。
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问题分析与建模
2. 运用模糊数学和博弈的方法刻画组播树可信度、用户效用和运营商效用
对于可信度的计算,首先需要确定一个组播用户到源节点的端到端的带宽、延迟、延迟抖动和出错率的可信度,然后进行加权求和,最终组播树的可信度取决于源节点到所有组播用户的路径中可信度的最小值。
对于用户效用和运营商效用的计算,应以满足用户QoS需求为前提。对不同的参数QoS需求区间,比如带宽,首先确定其满意度为低、中、高的三种隶属函数,确定其隶属度,计算用户的综合满意度;然后分别制定用户和运营商的策略集,结合满意度和用户偏好计算链路在不同策略对下用户和运营商的效用,构成效应矩阵Q,其中效应矩阵的元素是用户和运营商在对应策略对下效用对。
2018/10/17
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问题分析与建模
比较矩阵中的所有元素值,找到其中的非支配解集(Pareto最优解集)。如果非支配解集中元素唯一,该策略对就是用户和运营商博弈的纳什均衡,选择该非支配解;否则,根据式(1)计算其优先级,选择优先级最高的非支配解。最后将选出的非支配解对应的策略对作为最佳策略对,其中为偏向系数:
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