無線多跳網(wǎng)絡信息交換協(xié)議的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展和成熟，通過無線接入寬帶網(wǎng)絡獲取信息已經(jīng)越來越受到人們的歡迎。而隨著人們的廣泛使用，無線網(wǎng)絡也面臨著更多的考驗，如：接入網(wǎng)絡的用戶數(shù)量激增、對網(wǎng)絡服務的多樣化需求以及要求網(wǎng)絡傳輸?shù)馁|量越來越高。因此，保證無線鏈路傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴⑻岣攥F(xiàn)有無線網(wǎng)絡的利用率、優(yōu)化無線網(wǎng)絡傳輸性能等等，已成為當今無線網(wǎng)絡通信研究的重要熱點。網(wǎng)絡編碼是在路由中融合了編碼的一種新型信息交換技術，它指出，假如網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都能對接收到的數(shù)據(jù)

2、進行某種線性或非線性編碼操作，則可以使網(wǎng)絡達到最大信息流。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡編碼技術具有提升網(wǎng)絡吞吐量、均衡網(wǎng)絡負載、提高寬帶利用率以及節(jié)省節(jié)點能量消耗等優(yōu)點。
　　本文首先討論了無線多跳網(wǎng)絡的傳輸特點和網(wǎng)絡編碼的理論基礎及關鍵技術，然后提出基于網(wǎng)絡編碼的無線多跳網(wǎng)絡進行信息交換的方案，并從最基本的單中繼網(wǎng)絡開始，詳細介紹了這套方案的流程，并分析其傳輸性能；然后將這種方案進一步推廣到兩中繼網(wǎng)絡和三中繼網(wǎng)絡中。最終，本文從理論上證明了這套方

3、案在任意 N中繼網(wǎng)絡中的可行性，并推導證明出使用基于網(wǎng)絡編碼的信息交換方案比基于傳統(tǒng)的存儲轉發(fā)的方案在傳輸時間和發(fā)送能耗上均有節(jié)省，其傳輸時間的節(jié)省極限為25％，發(fā)送能耗的節(jié)省極限為50%。
　　隨后，本文就此基于網(wǎng)絡編碼的信息交換方案設計了一套協(xié)議，其中的重點和難點主要包括編碼層數(shù)據(jù)包格式的設計；編碼層數(shù)據(jù)緩沖隊列的設計和管理；編碼層數(shù)據(jù)接收和發(fā)送工程的設計；編碼層重傳策略的設計。其次在傳輸層中，也涉及到數(shù)據(jù)包格式的設計，接收發(fā)

4、送過程的設計以及用于區(qū)分上層應用的端口號的設計與管理。
　　最后，本文使用C語言實現(xiàn)了這套協(xié)議，并在Windows平臺上設計了模擬無線節(jié)點的軟件程序，通過在多臺PC機上運行多個模擬無線節(jié)點程序來模擬無線多跳網(wǎng)絡環(huán)境，通過在每個節(jié)點上運行上述協(xié)議，實現(xiàn)了一個在無線多跳網(wǎng)絡環(huán)境中進行基于網(wǎng)絡編碼的信息交換過程的軟件仿真系統(tǒng)。同時，為了便于對比傳輸性能，在這個軟件仿真系統(tǒng)中，也添加了基于存儲轉發(fā)的信息交換方案的實現(xiàn)。在仿真階段，模擬了在