衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中面向任務(wù)的資源優(yōu)化研究.pdf

1、由不同軌道上多種類型的衛(wèi)星系統(tǒng)組成的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是未來信息技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中面向任務(wù)的資源優(yōu)化是在多星多任務(wù)的情況下，綜合考慮各項(xiàng)約束，將多個(gè)任務(wù)相互關(guān)聯(lián)的各個(gè)子任務(wù)合理的分配到合適的衛(wèi)星上去執(zhí)行，從而可以更好的利用有限的衛(wèi)星資源，滿足用戶的任務(wù)需求。隨著現(xiàn)代衛(wèi)星技術(shù)、分布式衛(wèi)星系統(tǒng)的快速發(fā)展，對衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)研究的不斷深入和對衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源越來越多的使用，使得本文研究的問題無論在理論上還是應(yīng)用上都有非常重要的意義。當(dāng)?shù)孛嬗脩籼岢龅娜蝿?wù)

2、請求主要是偵察任務(wù)時(shí)，經(jīng)常同時(shí)需要應(yīng)用偵察、計(jì)算、存儲多種資源。本文設(shè)計(jì)了一種基于遺傳算法的資源優(yōu)化算法，主要針對偵察、計(jì)算、存儲資源進(jìn)行優(yōu)化。它能當(dāng)用戶提出任務(wù)請求時(shí)給出上述三種資源的合理分配方案和任務(wù)執(zhí)行順序以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
　　 本文首先分析了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的管理體系結(jié)構(gòu)以及資源優(yōu)化算法，研究了遺傳算法的基本流程和操作方法。在此基礎(chǔ)上給出了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)面向任務(wù)的資源優(yōu)化配置模型和資源優(yōu)化的流程，建立了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。最終設(shè)計(jì)

3、了基于遺傳算法的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)面向任務(wù)的資源優(yōu)化算法。為了更方便的表示任務(wù)與子任務(wù)所占用的資源，算法設(shè)計(jì)了資源占用矩陣、子任務(wù)偏序矩陣和時(shí)間消耗矩陣來描述用戶提交的任務(wù)。在遺傳算法操作中采用了解碼簡單、適合人類思維方式的十進(jìn)制的編碼方法，將所有任務(wù)完成時(shí)間最短作為設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)的目標(biāo)，并設(shè)計(jì)了一種基于子任務(wù)順序的交叉算子STOX，該算子使子代繼承父代每個(gè)任務(wù)的子任務(wù)次序，保證生成的子代染色體是可行解，而且操作方法簡單易行，不會影響產(chǎn)生新個(gè)體的