基于網(wǎng)絡(luò)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(wú)線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展、移動(dòng)設(shè)備的廣泛運(yùn)用以及移動(dòng)數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)分發(fā)策略成為影響未來(lái)各類(lèi)新興移動(dòng)應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵因素。數(shù)據(jù)廣播可以支持移動(dòng)信息基站將數(shù)據(jù)分發(fā)到大規(guī)模的客戶(hù)端群，被廣泛應(yīng)用于諸如智能交通系統(tǒng)等基于位置信息服務(wù)的新興移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)中。為了更好地滿(mǎn)足客戶(hù)端對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的需求，客戶(hù)端將部分?jǐn)?shù)據(jù)保存在本地緩存中，并通過(guò)P2P網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行緩存協(xié)作（Cooperative Caching），可以進(jìn)一步提高應(yīng)用系統(tǒng)的效率

2、。
　　網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding)技術(shù)在本世紀(jì)初被提出，其原理為增加傳統(tǒng)路由協(xié)議中節(jié)點(diǎn)的編碼功能，增加了節(jié)點(diǎn)單次廣播的信息量。在一個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求量相同的情況下，網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)。
　　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(gòu)框架下，針對(duì)服務(wù)器端與客戶(hù)端數(shù)據(jù)分發(fā)算法以及相關(guān)協(xié)同緩存策略進(jìn)行研究，以提高系統(tǒng)的整體性能（帶寬利用率、服

3、務(wù)響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)以及緩存命中率）為目標(biāo)設(shè)計(jì)協(xié)作式數(shù)據(jù)分發(fā)方案——MCRCA策略。為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)分發(fā)效率、增強(qiáng)系統(tǒng)在大規(guī)模數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境中的可擴(kuò)展性，采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)與按需廣播策略相結(jié)合，在確定的編碼策略下設(shè)計(jì)用戶(hù)分組策略，同時(shí)在客戶(hù)端設(shè)計(jì)緩存替換方案，最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的有效性。在對(duì)MCRCA策略的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先定義了系統(tǒng)通訊過(guò)程的有關(guān)變量以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)南拗茥l件，確定“在單位時(shí)間內(nèi)盡可能地滿(mǎn)足更多的用戶(hù)”的優(yōu)化目標(biāo)，證明其為 NP難

4、問(wèn)題中的最大獨(dú)立子集問(wèn)題，提出了一種基于貪心算法的分發(fā)策略并根據(jù)一個(gè)例子展示了協(xié)議的運(yùn)行過(guò)程。在對(duì)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(diǎn)，并指出其在基于網(wǎng)絡(luò)編碼的廣播系統(tǒng)存在的局限性，提出“解碼貢獻(xiàn)”的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并以此設(shè)計(jì)與MCRCA策略相匹配的緩存替換策略。
　　最后運(yùn)用Visual Studio軟件對(duì)MCRCA協(xié)議和緩存方案進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)算法仿真結(jié)果的分析，驗(yàn)證了本文所提出方法不僅提高了系統(tǒng)下行信道的