基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)通信中，組成無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)接收相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，然后將接收的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)。由于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)通信具有不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，鏈路及鏈路中的節(jié)點(diǎn)存在多變性，與有線網(wǎng)絡(luò)相比，數(shù)據(jù)包傳輸效率較低。通過(guò)在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)編碼，鏈路中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息后，對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)信息選擇性的執(zhí)行編碼操作，顛覆了傳統(tǒng)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸技術(shù)采用的存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)的通信模式，使得無(wú)線

2、自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可以達(dá)到組播網(wǎng)絡(luò)通信的吞吐量。因此，將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用到無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)中，可以較大地提升網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息的效率，針對(duì)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)具有不穩(wěn)定性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包傳輸過(guò)程中產(chǎn)生丟包的現(xiàn)象，具有一定的緩解作用。然而網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的高效運(yùn)用及相關(guān)新協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸性能都具有較強(qiáng)的依賴(lài)。因此，在當(dāng)前無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)傳輸性能制約了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)及相關(guān)新協(xié)議的進(jìn)

3、一步發(fā)展。本文將基于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)傳輸性能的分析方法及優(yōu)化技術(shù)上面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)研究，并提出相應(yīng)的解決方案。
　　(1)針對(duì)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸路徑進(jìn)行研究，提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑數(shù)據(jù)傳輸策略。在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中信源節(jié)點(diǎn)借助多路徑路由發(fā)現(xiàn)技術(shù)構(gòu)建屬于不同信宿節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸路徑集。當(dāng)信源節(jié)點(diǎn)向信宿節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，信源節(jié)點(diǎn)在路徑集中選取多條合適的路徑同步轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包進(jìn)行無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，極大的降低了單一鏈

4、路數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏敃r(shí)延。此外，在多路徑數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，信源節(jié)點(diǎn)對(duì)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)編碼操作，信宿節(jié)點(diǎn)對(duì)接收的所有數(shù)據(jù)執(zhí)行譯碼操作。對(duì)于不同路徑集下的共用鏈路部分，在共用鏈路的開(kāi)始節(jié)點(diǎn)處，對(duì)來(lái)自不同信源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包執(zhí)行編碼操作，在共用鏈路的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行譯碼操作，將譯碼獲得的不同數(shù)據(jù)包按照包頭記錄的信息依次廣播發(fā)送到相應(yīng)的信宿節(jié)點(diǎn)。最后，通過(guò)NS-2仿真平臺(tái)，搭建一個(gè)支持網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)原型對(duì)所提出的策略進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表

5、明，通過(guò)該策略的使用，降低了數(shù)據(jù)在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)延，減小了數(shù)據(jù)包重傳次數(shù)，明顯地提升了無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br>　　(2)針對(duì)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)運(yùn)用編碼技術(shù)對(duì)接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行編碼的效率進(jìn)行研究，提出了一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送速率控制策略，在該策略中，組建成無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)鏈路的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收相鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)信息后，自適應(yīng)的選取合適的數(shù)據(jù)發(fā)送速率對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。這樣，在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

6、一定時(shí)間間隔內(nèi)，鏈路共用節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)并接收來(lái)自不同鏈路轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)信息量相近，此時(shí)共用節(jié)點(diǎn)對(duì)接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行數(shù)據(jù)編碼操作的機(jī)率和效率達(dá)到最優(yōu)。借助網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)速率控制策略，能夠有效減少無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)通信鏈路中數(shù)據(jù)傳輸量，增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜萘?，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的性能。在理論分析后，借助NS-2模擬環(huán)境進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本策略能夠有效的增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)接收來(lái)自不同鏈路數(shù)據(jù)的編碼效率，降低了信道中數(shù)據(jù)的傳輸量，提高無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>