基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)作式數(shù)據(jù)分發(fā)調(diào)度策略研究.pdf

1、隨著無線通訊技術的迅速發(fā)展、移動設備的廣泛運用以及移動數(shù)據(jù)的爆炸式增長，移動互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)分發(fā)策略成為影響未來各類新興移動應用發(fā)展的關鍵因素。數(shù)據(jù)廣播可以支持移動信息基站將數(shù)據(jù)分發(fā)到大規(guī)模的客戶端群，被廣泛應用于諸如智能交通系統(tǒng)等基于位置信息服務的新興移動應用系統(tǒng)中。為了更好地滿足客戶端對實時數(shù)據(jù)的需求，客戶端將部分數(shù)據(jù)保存在本地緩存中，并通過P2P網(wǎng)絡進行緩存協(xié)作（Cooperative Caching），可以進一步提高應用系統(tǒng)的效率

2、。
　　網(wǎng)絡編碼(Network Coding)技術在本世紀初被提出，其原理為增加傳統(tǒng)路由協(xié)議中節(jié)點的編碼功能，增加了節(jié)點單次廣播的信息量。在一個系統(tǒng)數(shù)據(jù)請求量相同的情況下，網(wǎng)絡編碼可以有效地提高帶寬的利用率，具有提高系統(tǒng)吞吐量的極大潛力，迅速成為了研究熱點。
　　本文基于按需廣播和C/S與P2P混合的協(xié)作式數(shù)據(jù)分發(fā)架構框架下，針對服務器端與客戶端數(shù)據(jù)分發(fā)算法以及相關協(xié)同緩存策略進行研究，以提高系統(tǒng)的整體性能（帶寬利用率、服

3、務響應時長以及緩存命中率）為目標設計協(xié)作式數(shù)據(jù)分發(fā)方案——MCRCA策略。為進一步提高數(shù)據(jù)分發(fā)效率、增強系統(tǒng)在大規(guī)模數(shù)據(jù)應用環(huán)境中的可擴展性，采用網(wǎng)絡編碼技術與按需廣播策略相結合，在確定的編碼策略下設計用戶分組策略，同時在客戶端設計緩存替換方案，最后通過仿真實驗驗證了方案的有效性。在對MCRCA策略的設計過程中，首先定義了系統(tǒng)通訊過程的有關變量以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)南拗茥l件，確定“在單位時間內(nèi)盡可能地滿足更多的用戶”的優(yōu)化目標，證明其為 NP難

4、問題中的最大獨立子集問題，提出了一種基于貪心算法的分發(fā)策略并根據(jù)一個例子展示了協(xié)議的運行過程。在對緩存替換策略的討論中，本文首先分析了傳統(tǒng)的緩存算法的特點，并指出其在基于網(wǎng)絡編碼的廣播系統(tǒng)存在的局限性，提出“解碼貢獻”的評價指標，并以此設計與MCRCA策略相匹配的緩存替換策略。
　　最后運用Visual Studio軟件對MCRCA協(xié)議和緩存方案進行了仿真實驗。通過對算法仿真結果的分析，驗證了本文所提出方法不僅提高了系統(tǒng)下行信道的