無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點優(yōu)化技術(shù).pdf

1、在組播網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼(networkcoding，NC)技術(shù)，可以在滿足組播最大流前提下，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。近年來，在無線網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用越來越廣泛。由于網(wǎng)絡(luò)編碼中引入編碼節(jié)點，增加了無線網(wǎng)絡(luò)的實際開銷和傳輸延遲。所以，在滿足組播最大流的前提下，盡量使網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點的數(shù)目減少，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
　　本文對于無線網(wǎng)絡(luò)編碼存在的編碼節(jié)點開銷問題，做了以下研究工作:
　　(1)針對目前無線網(wǎng)

2、絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)編碼開銷過大，網(wǎng)絡(luò)資源利用率較低的問題，本文在已有的無線網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點選取算法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進算法——基于最短路徑的編碼節(jié)點選取算法。算法的主要思想是:在傳統(tǒng)Ford-Fulkerson最大流算法的基礎(chǔ)上，在其搜尋增廣路徑的過程中應(yīng)用廣度優(yōu)先尋找最短路徑的最大流算法Edmonds-Karp算法，并在Edmonds-Karp算法中加入容量差的概念。首先應(yīng)用廣度優(yōu)先查找算法尋找出網(wǎng)絡(luò)中從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑，比較路徑中

3、容量差的大小，選擇容量差最大的路徑進行增廣，從而找出從源節(jié)點到全部目的節(jié)點的最大流路徑。然后在查找出的最大流路徑上尋找出編碼節(jié)點。通過實例分析，在滿足組播最大流的前提下，與傳統(tǒng)的Ford-Fulkerson算法相比，該算法查找最大流路徑的步驟明顯減少。最后，通過分析無線網(wǎng)絡(luò)的特征，在Matlab仿真平臺上建立無線網(wǎng)絡(luò)模型。在無線網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上應(yīng)用本文提出的算法，分別仿真了算法尋找出的最大流路徑、應(yīng)用本算法編碼節(jié)點的分布特征和應(yīng)用傳統(tǒng)最

4、大流算法的編碼節(jié)點分布特征。通過仿真結(jié)果比較可知，應(yīng)用本文給出的算法編碼節(jié)點數(shù)目為1時，出現(xiàn)的次數(shù)最多，傳統(tǒng)最大流算法編碼節(jié)點數(shù)目為3時，出現(xiàn)的次數(shù)最多。所以，本文算法有效減少了編碼節(jié)點個數(shù)，降低了網(wǎng)絡(luò)開銷。
　　(2)針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)編碼的基礎(chǔ)上進行改進，結(jié)合組播最大流路徑的查找算法和節(jié)點中心性，給出一種基于節(jié)點中心性的網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點選取方案。首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點和傳感節(jié)點的限制，并給每個節(jié)點設(shè)置編碼功能觸

5、發(fā)設(shè)備;其次，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的社會性，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量不同，動態(tài)選擇中間節(jié)點進行信息傳輸;之后，從組播最大流路徑上選取出共享節(jié)點，通過編碼節(jié)點判定準則，判斷哪些共享節(jié)點作為編碼節(jié)點，然后在滿足條件的編碼節(jié)點上開啟編碼功能，完成編碼功能后則關(guān)閉觸發(fā)器。最后通過Matlab仿真平臺，建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型，然后比較了應(yīng)用改進NC算法、傳統(tǒng)NC算法之間在目的節(jié)點數(shù)目不同時，所應(yīng)用的中間節(jié)點的數(shù)目分布趨勢。當目的節(jié)點數(shù)目為8時，改進N