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组播是一点到多点的信息传送方式。随着分布式多媒体应用需求的不断提高,如视频点播、多媒体会议等,这些应用不仅是涉及多个用户,而且对服务质量(QoS,QualityofService)有着一定的要求。具有QoS约束的组播路由问题已被证明是NP完全问题。
目前许多研究者在单约束(特别是时延约束)组播路由中取得了较好成果,但对于多QoS约束组播路由方面的研究相对较少。本文研究了具有时延、时延抖动、带宽和包丢失率约束的组播路由问题,提出了使用一种新型优化算法PBIL(Population-BasedIncrementalLearning)进化算法来求解多QoS约束组播路由。在按路径编码阶段,使用了一种深度优先搜索算法求解备选路径集,使得其中的路径都能满足时延、时延抖动和包丢失率约束。本文的组播路由算法实施简单,时间复杂度较低,仿真实验表明了它具有较快的收敛速度,同时能以较大的概率收敛到最优解。
本文还提出了对基本的PBIL进化算法进行改进,在获取每代最优个体时引入了局部搜索算法k-邻域交换法,对每代最优个体的基因位按取值的优秀程度采用不同的学习概率修正系数,并且在算法中引入一个恒定的平均概率矢量来指导产生种群的一部分个体。将改进的算法应用于求解多QoS约束的组播路由问题,在仿真实验中与基本的算法进行了比较,结果表明改进的算法具有更高的搜索效率和更好全局收敛性能。