Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)基于QoS的網(wǎng)絡(luò)編碼研究.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是利用多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的多跳網(wǎng)絡(luò)，具有自組織、無(wú)中心、動(dòng)態(tài)拓?fù)浜头植际降忍攸c(diǎn)。同時(shí)由于成本低廉，易于部署，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于軍事操作，山地通信，家庭物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?，F(xiàn)在，隨著多媒體應(yīng)用的日益普及，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的各種音頻、視頻和高實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如 VOIP、視頻會(huì)議等)在商業(yè)應(yīng)用上的迅速發(fā)展，使得人們對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母黜?xiàng)QoS指標(biāo)提出了更高的要求。
　　由于無(wú)線信道的廣播特性可以為網(wǎng)絡(luò)編碼提供冗余

2、條件，網(wǎng)絡(luò)編碼利用不同數(shù)據(jù)包、不同節(jié)點(diǎn)、不同無(wú)線信道之間的時(shí)間冗余和空間冗余，將不同的數(shù)據(jù)包信息編碼在一起依次發(fā)送，降低了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延同時(shí)增加了網(wǎng)絡(luò)容量，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。而多媒體應(yīng)用信息的傳輸通常對(duì)時(shí)延具有嚴(yán)格的限制，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延QoS保障的需求越來(lái)越迫切，所以設(shè)計(jì)出在 Ad Hoc編碼提供對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流傳輸?shù)腝oS保障算法具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先針對(duì)Ad Hoc中機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼，提出了一種網(wǎng)絡(luò)編碼隨機(jī)優(yōu)先級(jí)檢測(cè)調(diào)度

3、算法（Random early detection with priority，REDP）。該算法使得數(shù)據(jù)流能夠根據(jù)自身優(yōu)先級(jí)和擁塞程度調(diào)整丟包概率，從而主動(dòng)丟棄數(shù)據(jù)包提前避免擁塞，降低傳輸時(shí)延和失真率。本文對(duì)兩條數(shù)據(jù)流建立 Markov數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了引入 REDP算法下數(shù)據(jù)流的丟包率和時(shí)延數(shù)學(xué)表達(dá)式，證明在丟包率滿足流媒體丟包率QoS標(biāo)準(zhǔn)的前提下，該算法能有效降低等待時(shí)延。之后對(duì)比分析網(wǎng)絡(luò)編碼環(huán)境中REDP算法和PNCP（Prob

4、abilistic Network Coding with Priority）算法性能，仿真結(jié)果表明，REDP能夠有效增加網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，同時(shí)減小失真率，更利于視頻、語(yǔ)音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的傳輸。
　　其次，本文利用李雅普諾夫模型分析了REDP算法在多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，證明其能夠使得整個(gè)系統(tǒng)的端到端平均時(shí)延穩(wěn)定且有上界。根據(jù)此結(jié)果，本文設(shè)計(jì)了中繼節(jié)點(diǎn)的緩存結(jié)構(gòu)，提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多跳動(dòng)態(tài)時(shí)延分配算法。該算法能夠根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)隊(duì)列的