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基于进化计算的动态无线网络路由优化决策方法研究
  • 项目名称:基于进化计算的动态无线网络路由优化决策方法研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:71001018
  • 申请代码:G010301
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:王洪峰
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:东北大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

移动Ad Hoc网络(MANET)是一种易于搭建、不依赖基础通信设施的新型无线网络,目前在战场通信、灾害救援、传感器网络等军用和民用领域发挥着重要的作用。路由优化是这种多跳动态网络中一个能够显著影响网络性能的重要管理决策问题。本项目拟采用动态进化计算的思想和方法研究MANET路由优化决策方法。研究MANET网络模型和参数的描述方法,建立MANET单播和多播路由优化模型,通过分析网络动态对路由优化的影响程度,搭建MANET仿真模型;研究求解一般函数的新型动态进化计算方法,总结新算法求解与路由优化同类问题的一般性规律;研究基于动态进化计算的MANET路由算法,通过仿真实验和计算结果的分析比较,得出算法与网络动态之间的最佳匹配关系,为实际MANET路由优化决策提供指导结论。本项目的研究成果不仅能从理论上解决MANET路由优化的关键技术,而且也为动态进化计算在实际工业和工程领域的应用提供先例。

结论摘要:

很多实际系统往往处于各种复杂(动态、多峰、高维等)环境中,比如在移动Ad Hoc网络中,网络拓扑的动态性和通信传输的实时性等都会给网络路由优化决策带来很大的挑战。在解决这些现实中普遍存在的复杂优化问题时,传统的优化算法很难在可接受时间内获得问题的最优解甚至满意解,而近年来进化计算领域所取得的丰富理论研究成果显然可以为这些复杂优化问题的求解带来新的思路。然而,如何设计和开发面向复杂优化问题的新型进化计算方法,将这些新算法成功应用于求解各种实际生产和生活中的优化问题,正是当前进化计算领域的重要研究方向。本项目正是以此为出发点,针对面向复杂优化的进化计算方法的算法理论研究和面向实际网络系统建模与优化算法两个主要研究要点按计划开展了一系列相关研究工作。在算法理论研究方面,重点围绕动态优化问题、多峰优化问题、高维连续优化问题等三类主要问题展开研究。提出了一种以“多样性保持+局域搜索”为核心思想的动态Memetic算法体系,给出了其算法理论框架;提出了一系列求解多峰优化问题和动态多峰优化问题的基于Species的新型粒子群优化算法,设计了一种新的Species构造方法;提出了一种结合群体智能思想的捕食搜索算法(PSS)来求解高维连续优化问题。在算法应用研究方面,重点围绕交通服务系统、CDMA网络、无线通讯网路等几个典型网络系统中的重要决策优化问题,建立相应的数学模型,设计和开发这些数学优化模型的基于进化计算的求解算法。在基金的资助和项目组的共同努力下,经过为期三年的研究,本项目在论文发表、学术交流和人才培养方面取得了一系列成果。目前,发表学术论文总计19篇,其中国际期刊论文7篇,国内期刊论文8篇,会议论文4篇,参编英文专著1部。先后3次荣获获得辽宁省自然科学学术成果奖,其中一等奖2项,二等奖1项。项目组成员多次参加国内外重要的学术会议,与英国、日本、韩国和香港等国家和地区大学的老师进行深入合作,共同撰写和发表学术论文。联合培养博士研究生3人,培养硕士研究生15人,其中1名博士生和5名硕士研究生顺利毕业。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 15
  • 4
  • 0
  • 0
  • 0
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