基於進化計算的動態無線網路路由最佳化決策方法研究

《基於進化計算的動態無線網路路由最佳化決策方法研究》是依託東北大學，由王洪峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於進化計算的動態無線網路路由最佳化決策方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王洪峰
• 依託單位：東北大學

中文摘要

移動Ad Hoc網路(MANET)是一種易於搭建、不依賴基礎通信設施的新型無線網路，目前在戰場通信、災害救援、感測器網路等軍用和民用領域發揮著重要的作用。路由最佳化是這種多跳動態網路中一個能夠顯著影響網路性能的重要管理決策問題。本項目擬採用動態進化計算的思想和方法研究MANET路由最佳化決策方法。研究MANET網路模型和參數的描述方法，建立MANET單播和多播路由最佳化模型，通過分析網路動態對路由最佳化的影響程度，搭建MANET仿真模型；研究求解一般函式的新型動態進化計算方法，總結新算法求解與路由最佳化同類問題的一般性規律；研究基於動態進化計算的MANET路由算法，通過仿真實驗和計算結果的分析比較，得出算法與網路動態之間的最佳匹配關係，為實際MANET路由最佳化決策提供指導結論。本項目的研究成果不僅能從理論上解決MANET路由最佳化的關鍵技術，而且也為動態進化計算在實際工業和工程領域的套用提供先例。

結題摘要

很多實際系統往往處於各種複雜（動態、多峰、高維等）環境中，比如在移動Ad Hoc網路中，網路拓撲的動態性和通信傳輸的實時性等都會給網路路由最佳化決策帶來很大的挑戰。在解決這些現實中普遍存在的複雜最佳化問題時，傳統的最佳化算法很難在可接受時間內獲得問題的最優解甚至滿意解，而近年來進化計算領域所取得的豐富理論研究成果顯然可以為這些複雜最佳化問題的求解帶來新的思路。然而，如何設計和開發面向複雜最佳化問題的新型進化計算方法，將這些新算法成功套用於求解各種實際生產和生活中的最佳化問題，正是當前進化計算領域的重要研究方向。本項目正是以此為出發點，針對面向複雜最佳化的進化計算方法的算法理論研究和面向實際網路系統建模與最佳化算法兩個主要研究要點按計畫開展了一系列相關研究工作。在算法理論研究方面，重點圍繞動態最佳化問題、多峰最佳化問題、高維連續最佳化問題等三類主要問題展開研究。提出了一種以“多樣性保持+局域搜尋”為核心思想的動態Memetic算法體系，給出了其算法理論框架；提出了一系列求解多峰最佳化問題和動態多峰最佳化問題的基於Species的新型粒子群最佳化算法，設計了一種新的Species構造方法；提出了一種結合群體智慧型思想的捕食搜尋算法（PSS）來求解高維連續最佳化問題。在算法套用研究方面，重點圍繞交通服務系統、CDMA網路、無線通訊網路等幾個典型網路系統中的重要決策最佳化問題，建立相應的數學模型，設計和開發這些數學最佳化模型的基於進化計算的求解算法。在基金的資助和項目組的共同努力下，經過為期三年的研究，本項目在論文發表、學術交流和人才培養方面取得了一系列成果。目前，發表學術論文總計19篇，其中國際期刊論文7篇，國內期刊論文8篇，會議論文4篇，參編英文專著1部。先後3次榮獲獲得遼寧省自然科學學術成果獎，其中一等獎2項，二等獎1項。項目組成員多次參加國內外重要的學術會議，與英國、日本、韓國和香港等國家和地區大學的老師進行深入合作，共同撰寫和發表學術論文。聯合培養博士研究生3人，培養碩士研究生15人，其中1名博士生和5名碩士研究生順利畢業。