下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET）在軍事和民用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，但是其應(yīng)用時(shí)面臨著一系列問題，其中以資源受限問題最為突出，包括帶寬資源、能量資源和緩存資源。無線網(wǎng)絡(luò)面臨其自身的帶寬受限問題和移動(dòng)性帶來的有效帶寬波動(dòng)。同時(shí)，無線設(shè)備多依靠電池供電，能量資源受限。即使是發(fā)射設(shè)備有電力供應(yīng)，也面臨發(fā)射功率不能超過一定標(biāo)準(zhǔn)以及綠色環(huán)保問題。另外，緩存資源也是無線自組網(wǎng)中的一種稀缺資源，日益增長的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求和數(shù)據(jù)速率使得緩存空間變得相對(duì)緊缺。

2、所以近年來，無線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)上述資源受限問題的高效資源管理策略的研究引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界越來越多的關(guān)注。
　　已有研究表明網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)可以有效提高無線網(wǎng)絡(luò)性能。然而，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)編碼研究大多結(jié)合路由問題、安全問題、P2P文件分享和魯棒性問題等方面，鮮有結(jié)合無線自組網(wǎng)的資源管理進(jìn)行的研究。本文在無線自組網(wǎng)環(huán)境下，將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)結(jié)合資源管理問題進(jìn)行了分析和研究，主要針對(duì)以下兩個(gè)方面：
　?。?）研究無線多速率網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中應(yīng)用

3、網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的關(guān)鍵問題。針對(duì)在無線多速率環(huán)境下應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)時(shí)，不考慮速率因素而僅僅最大化編碼增益可能產(chǎn)生的瓶頸鏈路現(xiàn)象而導(dǎo)致性能下降的問題，我們通過合理的功率分配和速率適配算法設(shè)計(jì)，提出了一種基于自適應(yīng)多速率的高能效網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)制——eCOPE(energy-efficient COPE)。本文詳細(xì)闡述了eCOPE機(jī)制的設(shè)計(jì)思想，提出兩個(gè)關(guān)鍵算法，并根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵算法的各個(gè)功能模塊，在NS-2仿真驗(yàn)證平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了eC

4、OPE。仿真結(jié)果表明eCOPE機(jī)制將網(wǎng)絡(luò)編碼增益和無線環(huán)境的多速率特性結(jié)合，能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，減少傳輸時(shí)延，達(dá)到較高能量效率，提高網(wǎng)絡(luò)整體性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)能量（功率）資源的有效管理。
　?。?）研究協(xié)作緩存場(chǎng)景下結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的機(jī)制設(shè)計(jì)。協(xié)作緩存技術(shù)可以有效提高數(shù)據(jù)可達(dá)性和減少數(shù)據(jù)訪問開銷，而在無線自組網(wǎng)中應(yīng)用時(shí)，面臨著緩存資源嚴(yán)重受限的問題。我們將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用于協(xié)作緩存場(chǎng)景中，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)中低活躍度節(jié)點(diǎn)的空閑緩存資源和網(wǎng)

5、絡(luò)編碼技術(shù)的潛在增益，提出了一種基于節(jié)點(diǎn)活躍度和網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的協(xié)作緩存機(jī)制——NC-COCA(Network Coding Cooperatvie Caching)。本文詳細(xì)闡述了NC-COCA機(jī)制的設(shè)計(jì)思路和各功能模塊構(gòu)成，并對(duì) NC-COCA協(xié)作緩存機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)建模。為了對(duì) NC-COCA協(xié)作緩存機(jī)制進(jìn)行關(guān)鍵性能分析，我們?cè)贜S-2平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了NC-COCA的各個(gè)功能模塊，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明在不考慮節(jié)點(diǎn)活躍度急劇變化的