基于網(wǎng)絡編碼的無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的無線自組織網(wǎng)絡通信中，組成無線自組織網(wǎng)絡的中間節(jié)點主要負責接收相鄰節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，然后將接收的數(shù)據(jù)信息進行存儲與轉發(fā)。由于無線自組織網(wǎng)絡通信具有不穩(wěn)定性的特點，鏈路及鏈路中的節(jié)點存在多變性，與有線網(wǎng)絡相比，數(shù)據(jù)包傳輸效率較低。通過在無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸中運用網(wǎng)絡編碼，鏈路中間網(wǎng)絡節(jié)點接收相鄰節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)信息后，對轉發(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)無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息傳輸技術采用的存儲-轉發(fā)的通信模式，使得無線

2、自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸可以達到組播網(wǎng)絡通信的吞吐量。因此，將網(wǎng)絡編碼技術應用到無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信技術中，可以較大地提升網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量，提高網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)信息的效率，針對無線自組織網(wǎng)絡具有不穩(wěn)定性，導致數(shù)據(jù)包傳輸過程中產生丟包的現(xiàn)象，具有一定的緩解作用。然而網(wǎng)絡編碼技術在無線自組織網(wǎng)絡中的高效運用及相關新協(xié)議的設計與實現(xiàn)對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸性能都具有較強的依賴。因此，在當前無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)傳輸性能制約了網(wǎng)絡編碼技術及相關新協(xié)議的進

3、一步發(fā)展。本文將基于無線自組織網(wǎng)絡通信中數(shù)據(jù)傳輸性能的分析方法及優(yōu)化技術上面臨的兩個關鍵問題展開研究，并提出相應的解決方案。
　　(1)針對無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸路徑進行研究，提出了一種基于網(wǎng)絡編碼的多路徑數(shù)據(jù)傳輸策略。在無線自組織網(wǎng)絡中信源節(jié)點借助多路徑路由發(fā)現(xiàn)技術構建屬于不同信宿節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸路徑集。當信源節(jié)點向信宿節(jié)點轉發(fā)數(shù)據(jù)時，信源節(jié)點在路徑集中選取多條合適的路徑同步轉發(fā)數(shù)據(jù)包進行無線自組織網(wǎng)絡數(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延。此外，在多路徑數(shù)據(jù)傳輸過程中，信源節(jié)點對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)執(zhí)行預編碼操作，信宿節(jié)點對接收的所有數(shù)據(jù)執(zhí)行譯碼操作。對于不同路徑集下的共用鏈路部分，在共用鏈路的開始節(jié)點處，對來自不同信源節(jié)點的數(shù)據(jù)包執(zhí)行編碼操作，在共用鏈路的最后一個節(jié)點處執(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)送到相應的信宿節(jié)點。最后，通過NS-2仿真平臺，搭建一個支持網(wǎng)絡編碼的多路徑數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡原型對所提出的策略進行驗證。實驗表

5、明，通過該策略的使用，降低了數(shù)據(jù)在無線自組織網(wǎng)絡中的傳輸時延，減小了數(shù)據(jù)包重傳次數(shù)，明顯地提升了無線自組織網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br>　　(2)針對無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸過程中，網(wǎng)絡節(jié)點運用編碼技術對接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行編碼的效率進行研究，提出了一種網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送速率控制策略，在該策略中，組建成無線自組織網(wǎng)絡鏈路的各網(wǎng)絡節(jié)點接收相鄰節(jié)點轉發(fā)的數(shù)據(jù)信息后，自適應的選取合適的數(shù)據(jù)發(fā)送速率對數(shù)據(jù)執(zhí)行轉發(fā)操作。這樣，在無線自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

6、一定時間間隔內，鏈路共用節(jié)點偵聽并接收來自不同鏈路轉發(fā)的數(shù)據(jù)信息量相近，此時共用節(jié)點對接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行數(shù)據(jù)編碼操作的機率和效率達到最優(yōu)。借助網(wǎng)絡編碼機速率控制策略，能夠有效減少無線自組織網(wǎng)絡通信鏈路中數(shù)據(jù)傳輸量，增加了網(wǎng)絡傳輸?shù)娜萘?，提高網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的性能。在理論分析后，借助NS-2模擬環(huán)境進行仿真實驗。實驗結果驗證了本策略能夠有效的增加網(wǎng)絡節(jié)點對接收來自不同鏈路數(shù)據(jù)的編碼效率，降低了信道中數(shù)據(jù)的傳輸量，提高無線自組織網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>