無線網(wǎng)絡(luò)下基于網(wǎng)絡(luò)編碼的實(shí)時(shí)調(diào)度技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著網(wǎng)絡(luò)融合的推廣，無線網(wǎng)絡(luò)將成為互聯(lián)網(wǎng)通信量進(jìn)一步發(fā)展的重要平臺(tái)。近年來，網(wǎng)絡(luò)通信量有了爆炸性的增長，尤其是具有延遲約束的視頻通信量。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與業(yè)務(wù)的發(fā)展，到2015年，互聯(lián)網(wǎng)上91％的通信量是視頻，而移動(dòng)網(wǎng)上67％的通信量是視頻。因此，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，特別是面向視頻等的流媒體業(yè)務(wù)也將在無線網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。
　　 相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬等資源對(duì)持續(xù)高速發(fā)展的業(yè)務(wù)需求是非常有限的，而無線網(wǎng)絡(luò)越來越多地用于承載具有延時(shí)

2、約束的業(yè)務(wù)。延遲成為無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要度量指標(biāo)，尤其是在無線網(wǎng)絡(luò)資源的分配上。
　　 網(wǎng)絡(luò)編碼擴(kuò)展了中間節(jié)點(diǎn)的處理能力，打破了傳統(tǒng)理念中的“存儲(chǔ)+轉(zhuǎn)發(fā)”。它可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行編碼來改善網(wǎng)絡(luò)的性能。無線網(wǎng)絡(luò)使用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)能在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、功率損耗及安全性等方面提供新的解決思路，尤其是傳輸延遲的減少上，因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)具有廣播特性，它通過發(fā)送編碼數(shù)據(jù)來減少數(shù)據(jù)發(fā)送次數(shù)而降低傳輸延遲。在具有延遲約束的業(yè)務(wù)中，無線網(wǎng)絡(luò)資源的分配需要實(shí)時(shí)

3、調(diào)度算法，因此，改善無線網(wǎng)絡(luò)資源利用率需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
　　 本文主要研究了無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的實(shí)時(shí)調(diào)度技術(shù)，從下述兩個(gè)方面進(jìn)行研究和拓展:
　　 無線網(wǎng)絡(luò)信道狀態(tài)的隨機(jī)性使得研究分析復(fù)雜，本文對(duì)延遲這一關(guān)鍵性因素做了假設(shè)，分組有截止時(shí)間的約束，也就是說，分組需要在截止時(shí)間的范圍內(nèi)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，否則，這些分組會(huì)由于截止時(shí)間超期而被丟棄。本文基于分組有相同截止時(shí)間這個(gè)考慮因素，結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，使用拉

4、格朗日對(duì)偶分解法和原始對(duì)偶更新法確定源節(jié)點(diǎn)每次發(fā)送的分組塊的大小和組成，來求解最優(yōu)的實(shí)時(shí)調(diào)度策略，從而進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)的資源分配。
　　 無線網(wǎng)絡(luò)中，源節(jié)點(diǎn)每次發(fā)送分組所采用的傳輸策略對(duì)最優(yōu)的分組塊大小和組成以及最優(yōu)的實(shí)時(shí)調(diào)度策略有影響。本文分析了輪詢策略、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼、加權(quán)輪詢策略與加權(quán)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，并且通過仿真對(duì)比了它們性能差異。此外，本文還對(duì)分組有不同截止時(shí)間的考慮因素進(jìn)行了擴(kuò)展性研究，證明了存在無線網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的最優(yōu)時(shí)間門限