智能空間的模型與其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量單播路由的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的進步，智能建筑得到了大力的推廣和發(fā)展，信息時代構(gòu)筑智能空間已逐漸成為現(xiàn)實。目前，智能空間的構(gòu)筑僅僅局限于控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)、語音網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)以及視頻網(wǎng)絡(luò)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(guān)鍵技術(shù)之一，但是IP 網(wǎng)絡(luò)僅能為各種業(yè)務(wù)提供盡

2、力傳送的服務(wù)，而并不保證提供業(yè)務(wù)要求的服務(wù)質(zhì)量。 本文圍繞基于IP 網(wǎng)絡(luò)的智能空間建模與模型網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量單播路由的相關(guān)理論與算法開展了研究工作，在基于IP 網(wǎng)絡(luò)的智能空間建模、消除模型網(wǎng)絡(luò)中不精確狀態(tài)信息對路由的影響、模型網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用等等方面進行了細(xì)致的研究。 (1) 以現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、語音壓縮與傳輸技術(shù)、視頻壓縮與傳輸技術(shù)和樓宇

3、自動控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為研究背景，構(gòu)造了一種基于IP 網(wǎng)絡(luò)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(jù)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(jù)智能空間網(wǎng)絡(luò)不精確狀態(tài)信息產(chǎn)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(wù)質(zhì)量要求的路徑，

4、從而有效地減輕智能空間中網(wǎng)絡(luò)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(fù)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(wù)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(fù)雜度和空間復(fù)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(wù)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(wǎng)絡(luò)

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(wù)提供滿足服務(wù)質(zhì)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(jié)合流量工程的思想，對路

7、線選擇準(zhǔn)則進行了修改。改進的蟻群算法具有負(fù)載平衡的作用，用于路由選擇可以有效增強網(wǎng)絡(luò)的流量負(fù)載平衡。 (7) 提出了一種基于局部網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的群集智能服務(wù)質(zhì)量單播路由策略框架?？蚣懿恍枰M行全局的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)更新，利用與業(yè)務(wù)呼叫無關(guān)的、運行改進蟻群算法的移動Agent 為不同類型的業(yè)務(wù)維護相同的備選路由表，并利用與業(yè)務(wù)呼叫對應(yīng)的、含有指定的服務(wù)質(zhì)量要求的移動Agent 漫游網(wǎng)絡(luò)為該業(yè)務(wù)選擇合適的路由?？蚣軐χ悄芸臻g中的不同服務(wù)質(zhì)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(wù)提供滿足服務(wù)質(zhì)量要求的路由選擇，并為將來出現(xiàn)的新業(yè)務(wù)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(gòu)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(wù)的呼叫阻塞率，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路容量不一致的情況，從而有效解決帶寬約束時延約束