智能空間的模型與其網絡服務質量單播路由的研究.pdf

1、隨著信息技術、計算機技術、網絡技術和控制技術的進步，智能建筑得到了大力的推廣和發(fā)展，信息時代構筑智能空間已逐漸成為現(xiàn)實。目前，智能空間的構筑僅僅局限于控制系統(tǒng)的網絡互聯(lián)，而不同系統(tǒng)之間的信息與資源共享率極為低下。智能空間應該能夠有機地互聯(lián)各個分離的智能建筑，以實現(xiàn)控制網絡與系統(tǒng)、數(shù)據網絡與系統(tǒng)、語音網絡與系統(tǒng)以及視頻網絡與系統(tǒng)等等的無縫融合。而基于Internet 的互聯(lián)則是實現(xiàn)智能空間的關鍵技術之一，但是IP 網絡僅能為各種業(yè)務提供盡

2、力傳送的服務，而并不保證提供業(yè)務要求的服務質量。 本文圍繞基于IP 網絡的智能空間建模與模型網絡的服務質量單播路由的相關理論與算法開展了研究工作，在基于IP 網絡的智能空間建模、消除模型網絡中不精確狀態(tài)信息對路由的影響、模型網絡的各種單播路由算法，如分布式路由算法、源路由算法、群集智能路由算法以及流量工程在算法中的應用等等方面進行了細致的研究。 (1) 以現(xiàn)有的計算機網絡技術、語音壓縮與傳輸技術、視頻壓縮與傳輸技術和樓宇

3、自動控制網絡技術為研究背景，構造了一種基于IP 網絡的智能空間模型。該模型實現(xiàn)了智能空間中的控制子空間、數(shù)據子空間、語音子空間以及視頻子空間等等的互聯(lián)與集成，具有強大的信息與資源共享功能。 (2) 根據智能空間網絡不精確狀態(tài)信息產生的原因，提出了一種新穎的思路，用于解決不精確信息對路由算法帶來不利影響的問題。該思路不需要對狀態(tài)信息進行極值分布的假定，而是利用已有的狀態(tài)信息選擇概率上受不精確信息影響最小的、滿足服務質量要求的路徑，

4、從而有效地減輕智能空間中網絡信息不精確性對算法的影響。 (3) 提出了一種基于優(yōu)化路徑的擴展Dijkstra 路由算法，用于解決智能空間中不精確信息下的多限制路徑問題。算法采用組合參數(shù)進行搜索，降低了信息不精確對算法的影響，并優(yōu)化了資源的利用；通過限制節(jié)點優(yōu)化路徑的數(shù)目，降低了算法的復雜度。仿真說明了算法具有簡單、高效、可擴展、收斂快等特點，可以在一定程度上減弱狀態(tài)信息不精確對算法的影響，并為智能空間中的業(yè)務提供多限制路徑路由能

5、力。 (4) 提出了一種基于優(yōu)化路徑的有限選擇洪泛單播路由算法，用于解決智能空間中不精確信息下的多限制路徑問題。算法限制了節(jié)點中優(yōu)化路徑的數(shù)目和鏈路的廣播次數(shù)，從而降低了算法的時間復雜度和空間復雜度。仿真說明了算法具有簡單、高效、可擴展、收斂快等特點，可以有效地減弱狀態(tài)信息不精確性對算法的影響，從而為智能空間中的業(yè)務提供多限制路徑路由能力。 (5) 提出了一種具有廣泛適用性的分布式單播路由算法框架，用于解決智能空間中網絡

6、狀態(tài)信息不精確條件下的NP 完全路由問題?；谶@種分布式算法框架，文章針對智能空間中的典型NP 完全路由問題進行了分析和求解。仿真說明了這種算法框架具有簡單、可擴展、收斂快等特點，可以有效地減弱狀態(tài)信息不精確對算法的影響，并高效地解決智能空間中的各種NP 完全路由問題，從而為智能空間中的各種業(yè)務提供滿足服務質量要求的路由選擇。 (6) 提出了一種改進的人工蟻群算法，用于解決螞蟻行進路線容量受限的問題。算法結合流量工程的思想，對路

7、線選擇準則進行了修改。改進的蟻群算法具有負載平衡的作用，用于路由選擇可以有效增強網絡的流量負載平衡。 (7) 提出了一種基于局部網絡狀態(tài)信息的群集智能服務質量單播路由策略框架?？蚣懿恍枰M行全局的網絡狀態(tài)更新，利用與業(yè)務呼叫無關的、運行改進蟻群算法的移動Agent 為不同類型的業(yè)務維護相同的備選路由表，并利用與業(yè)務呼叫對應的、含有指定的服務質量要求的移動Agent 漫游網絡為該業(yè)務選擇合適的路由?？蚣軐χ悄芸臻g中的不同服務質量路

8、由問題具有普遍適用性，可以為智能空間中的各種業(yè)務提供滿足服務質量要求的路由選擇，并為將來出現(xiàn)的新業(yè)務保持良好的可擴展性。 (8) 針對帶寬約束時延約束路徑問題，構造了基于流量工程的擴展Dijkstra 單播路由算法，并研究了流量工程對算法性能的影響。仿真說明了基于流量工程的擴展Dijkstra 算法具有簡單高效的特點，可以有效地降低業(yè)務的呼叫阻塞率，提高網絡資源的利用率，適應網絡鏈路容量不一致的情況，從而有效解決帶寬約束時延約束