基于網(wǎng)絡編碼的移動Ad Hoc網(wǎng)絡性能研究.pdf

1、移動Ad Hoc網(wǎng)絡是一種移動多跳自組無線網(wǎng)絡，它沒有任何控制中心或固定基礎設施，而是依靠網(wǎng)絡中多個節(jié)點的相互協(xié)作在復雜、多變的無線環(huán)境中自主形成網(wǎng)絡，通過無線多跳轉(zhuǎn)發(fā)技術進行節(jié)點間的信息交換。移動Ad Hoc網(wǎng)絡的特點是自組織靈活性較強、支持節(jié)點移動、易于網(wǎng)絡迅速展開、系統(tǒng)的整體抗毀性較強，某個節(jié)點或是少量的某些節(jié)點的加入或離開不會影響整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的運作，系統(tǒng)的成本較低。然而，目前移動AdHoc網(wǎng)絡中的節(jié)點的計算能力、存儲空間和能源儲

2、備等方面都十分有限，如何能提高網(wǎng)絡的能量效率及傳輸性能成為移動Ad Hoc網(wǎng)絡需要解決的問題。在網(wǎng)絡拓撲變化和移動終端存在不足的情況下，提高網(wǎng)絡傳輸吞吐量，減少網(wǎng)絡傳輸延遲，以及增強網(wǎng)絡可靠性，提高網(wǎng)絡利用率是提高網(wǎng)絡傳輸性能的重要研究方向。
　　 網(wǎng)絡編碼理論是網(wǎng)絡通信領域的一項很重要且很具有研究價值的理論，特別是在無線網(wǎng)絡通信體系中。在網(wǎng)絡編碼技術中，中繼節(jié)點不再是傳統(tǒng)的“接收-存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”的通信方式，而是對接收到的報文進行

3、編碼后再轉(zhuǎn)發(fā)，與傳統(tǒng)的路由方式相比，網(wǎng)絡編碼技術能夠提高整個傳輸過程的吞吐量、傳輸效率和可靠性。本論文綜合考慮了移動Ad Hoe網(wǎng)絡的吞吐量、傳輸延遲和傳輸可靠性等因素，將探討移動Ad Hoc網(wǎng)絡與網(wǎng)絡編碼技術相結合的可行性，研究將網(wǎng)絡編碼思想應用到移動Ad Hoc網(wǎng)絡傳輸過程及路由協(xié)議設計的方案，并進行相應的系統(tǒng)性能分析。具體研究工作及結果如下：
　　 本文提出一種基于網(wǎng)絡編碼的Ad Hoc網(wǎng)絡單播協(xié)議改進方法，該方法根據(jù)Ad

4、 Hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議的特點和一定的編碼判斷規(guī)則，并利用COPE方式進行數(shù)據(jù)傳輸，以此達到Ad Hoc網(wǎng)絡端到端數(shù)據(jù)吞吐量的提高和網(wǎng)絡平均端到端延遲的減少的目的。實驗結果表明，基于網(wǎng)絡編碼的改進協(xié)議相比傳統(tǒng)傳輸協(xié)議在傳輸網(wǎng)絡存在較多傳輸節(jié)點的情況下，端到端數(shù)據(jù)吞吐量提高了約30％，平均端到端的延遲減少了約10％-20％。
　　 提出一種基于網(wǎng)絡編碼的移動Ad Hoc網(wǎng)絡ARQ重傳機制，并利用CLONE-K-LOOP算法優(yōu)化組合需要

5、重傳的數(shù)據(jù)包，減少重傳次數(shù)，同時也保證了重傳的可靠性。實驗結果表明，基于網(wǎng)絡編碼的重傳機制相對傳統(tǒng)的重傳機制在重傳次數(shù)上減少了約20％-50％，提高了移動Ad Hoc網(wǎng)絡的利用率。
　　 提出一種移動Ad Hoc網(wǎng)絡的冗余網(wǎng)絡編碼方法，利用連續(xù)最短路徑算法選取編碼包，增加傳輸冗余度，使得接收節(jié)點接收到傳輸?shù)木幋a包后，能通過至少兩種以上的方式解出所需數(shù)據(jù)包，減少無線鏈路丟包所帶來的影響。實驗結果表明，冗余網(wǎng)絡編碼方法能使網(wǎng)絡存在較