基于人工免疫算法的異構網絡傳輸性能優(yōu)化算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡，衛(wèi)星網絡，無線自組網等無線網絡與傳統(tǒng)有線網絡的互聯互通，形成了巨大、開放、復雜的異構網絡系統(tǒng)。由于系統(tǒng)存在諸多異構特性，如帶寬差異、不對稱信道、無線網絡的高隨機誤碼率、移動性等，導致面向有線網絡的傳統(tǒng)TCP協(xié)議在應用于異構網絡環(huán)境時容易出現網絡吞吐量下降的問題。因此，如何優(yōu)化異構網絡中的關鍵網絡參數以提高網絡吞吐量是近年來該領域的一個研究課題。針對該問題，本文從以下兩個方面開展了研究工作。
　　在面向異構網絡的TC

2、P增強協(xié)議中，TCP Veno協(xié)議通過區(qū)分異構網絡中的擁塞丟包和無線誤碼丟包，使其吞吐量公式能夠基于關鍵網絡參數的變化而較為準確地預測網絡吞吐量的改變。如何優(yōu)化關鍵網絡參數配置是目前比較難以實現的問題。本文提出了基于人工免疫算法的關鍵網絡參數優(yōu)化方法，網絡以 TCP Veno協(xié)議的吞吐量公式作為免疫算法的目標函數，采用浮點數編碼方式將關鍵網絡參數 RTT和丟包率 p編碼為抗體集，算法采用了免疫記憶機制提高算法的收斂速度；為避免抗體早熟現

3、象，采用基于親和度和濃度的選擇概率以抑制濃度高的抗體，同時采用了自適應小波變異算子以兼顧全局搜索與局部搜索。當算法運行結束時，即可獲得到關鍵網絡參數組合，從而為下一步的異構網絡吞吐量優(yōu)化工作指明了方向。
　　利用免疫算法得到的最優(yōu)網絡參數組合，為了將丟包率以及 RTT等參數穩(wěn)定在最優(yōu)值附近，針對主動隊列管理算法中存在 PID參數設置困難的問題提出了一種基于改進免疫算法的 PID參數整定及主動隊列管理方法。該方法利用改進免疫算法在給

4、定的 PID參數空間內進行組合優(yōu)化搜索，求得使以誤差絕對值積分(ITAE)的性能優(yōu)化函數最小的一組 PID控制器參數，將該 PID控制器作用于網絡的 TCP/AQM模型中，穩(wěn)定隊列長度，以優(yōu)化丟包概率。改進的 PID主動隊列管理方法的響應速度快，能夠使網絡快速達到穩(wěn)定狀態(tài)?；?Matlab的仿真結果表明，基于改進免疫算法的 PID主動隊列管理方法與常規(guī) PID主動隊列管理方法相比，在正常 TCP業(yè)務流和突發(fā) TCP業(yè)務流的沖擊兩種情況