网络编码感知的无线网络路由机制的研究

来源 :中山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sam8899138
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
网络编码打破了通信网络中传统的信息处理方式,目前已经取得了巨大的进展。作为网络编码思想在无线网络中的扩展,针对无线单播传输的网络编码机制已经成为当前的一个研究热点。论文涉及无线单播网络编码机制在无线网络中的实际应用,主要研究了以下几个问题: 首先,基于“机会”的无线单播网络编码机制COPE将对无线网络已有的其它应用产生怎样的影响?目前对COPE机制的改进以及新的无线单播网络编码机制其性能到底如何?针对这两个问题,论文在第二章提出网络仿真器NS2上的网络编码扩展的无线模型(EWMC)。基于COPE机制的特性和网络体系结构的分层思想,在分析NS2的无线模型架构的基础上,通过在NS2无线模型的核心:无线节点模型中引入通用的网络编码层并对数据包传输流程进行调整来实现编码机制。此外针对COPE机制的编/解码算法难以实际应用的局限性,论文基于对COPE机制研究的最新理论结果在该扩展模型中提出适用于实际情况的多项式时间编/解码算法。仿真结果显示在一个节点低速移动的无线ad—hoc网络中COPE机制对网络吞吐量的提高约为9.8%,有效地验证了该扩展模型的可行性。 其次,COPE机制中编码机会的数量依赖于传统无线路由协议所建立的数据传输路径,这在实际应用中大大地制约了COPE机制的性能。论文的第三章关注这个问题,在链路丢包率为零的理想网络条件下提出一个无线mesh网络中支持COPE机制有效应用的按需路由协议(OCR)。该协议使用一个将编码带来的收益和路径跳数综合考虑的路由量度来发现拥有编码机会的高吞吐量路径,此外其采用的优化策略能够快速地发现潜在的编码机会并能降低协议的消息复杂度。论文同时证明了该协议具有的几点性质:(1)该协议所发现的路径是无环的;(2)该协议所采用的优化策略不会对最佳路径的发现造成影响;(3)该协议的消息复杂度介于AODV协议的消息复杂度和该协议相关工作的消息复杂度之间。论文的仿真实验结果指出:(1)基于第三章对网络的假设条件,在一个特定无线mesh网络拓扑中COPE机制可能无法显示出其提高网络吞吐量的特性(对网络吞吐量的提高仅为3.6%,非常微弱),而该协议能够有效地打破这种局限性(使用该协议建立数据传输路径后编码对网络吞吐量的提高可达21.6%);(2)该协议所发现的编码机会与传统无线路由协议相比增加约66%。 再次,在链路具有丢包率的单信道无线网络环境中当前已有的网络编码感知的路由协议均存在着两个问题:(1)编码对多条数据流需要在某些路由节点处交汇的需求可能使得某些非交汇的路由节点过载从而抵消网络编码带来的整体性能收益;(2)在进行编码可行性的判断时存在着不同程度的误判情况。论文的第四章主要解决这两个问题。对于第一个问题,提出一个将路由节点的负载程度、数据包的期望传输次数以及网络编码带来的收益综合考虑的路由量度(HPMCL)。同时为了使得该量度能够有效地被使用,提出了与其相配套的无线路由协议(HLCR)。对于第二个问题,论文通过多个实例来分析已有工作的局限所在,并提出一个编码可能性判断规则(CPJC)来发现所有潜在的能够进行编码的状态以及实质上不宜进行编码的情况。同时论文证明了一个辅助的判定定理来提高该判断规则在实际应用中的有效性。论文选择链路具有丢包可能性的随机无线mesh网络拓扑来进行多个仿真实验,结果表明:(1)已有编码感知的无线路由协议OCR的性能在该实验条件下受到限制(利用其建立路径后编码对网络吞吐量的提高量约为10.6%);(2)采用HPMCL量度能够发现拥有潜在编码机会的高吞吐量路径(网络吞吐量的提高量约为28.6%);(3)已有工作的编码可行性判断方法出现误判的情况确实存在,编码可能性判断规则真实有效(在仿真实验中使用其前后,编码对吞吐量的提高量相差约3.3%)。 第五章对全文进行了总结,并对本文的后续工作进行了展望。
其他文献
一个可训练的语音合成系统(TTS,TextToSpeech)可以合成高质量的语音,来满足一些一般的应用需求。然而,在一些变化比较多的应用中,我们希望能够定制更多个性化的声音。所以如
学位
近年来,我国食品安全领域多次出现问题,严重危害社会的发展和广大人民群众的利益。随着人们对食品安全问题越来越关注,消费者迫切需要有一个食品安全保障体系,能使食品生产和
学位
建立高效完备的智能交通系统,以及运营商和交通监管部门的有效配合和良性互动,才有可能疏缓日益严重的城市交通流量。随着城市汽车数量的快速增加,交通堵塞已经成了城市交通
Ad Hoc网络是一种不依赖于固定设施的、自组织的无线网络,其具有的组网灵活,易于移动和部署,抗毁能力强等特点使之日益成为无线通信研究的热点。分簇是提高网络可扩展性的重要手
VPN是一种利用开放的公共网络建立私有专用网络的技术,它利用加密和认证/鉴别技术使VPN用户像使用专线一样在公共网络中安全地传输私有信息,目前已经广泛应用到各个领域。VPN
随着互联网发展和普及,“检索”已经成为人们生活中的一部分。互联网已经把全世界连在了一起,如何从浩瀚的信息海洋中找到自己想要的东西呢,答案就是“检索”。在众多检索系
近年来,网络信息安全与防护已经成为一个不容忽视的问题,保护网络信息安全也是国家信息化所要面临的主要问题。在某些特别的环境下,通过各种手段使用非常规的专用未知协议进
学位
随着YouTube、优酷、土豆等互联网视频网站的迅猛发展,互联网视频数量呈爆炸式增长。面对海量的互联网视频,如何从这些海量视频中准确、便捷地找到所需视频,如何高效使用这些
学位
随着嵌入式技术的飞速发展,应用成本的大幅降低,嵌入式技术已广泛应用于航空航天、智能交通、工业自动化控制等领域。随着应用范围的不断扩张,特别是随着嵌入式系统应用在一