基于網(wǎng)絡(luò)編碼的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能研究.pdf

1、移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種移動(dòng)多跳自組無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它沒有任何控制中心或固定基礎(chǔ)設(shè)施，而是依靠網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)節(jié)點(diǎn)的相互協(xié)作在復(fù)雜、多變的無(wú)線環(huán)境中自主形成網(wǎng)絡(luò)，通過無(wú)線多跳轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間的信息交換。移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是自組織靈活性較強(qiáng)、支持節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、易于網(wǎng)絡(luò)迅速展開、系統(tǒng)的整體抗毀性較強(qiáng)，某個(gè)節(jié)點(diǎn)或是少量的某些節(jié)點(diǎn)的加入或離開不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)作，系統(tǒng)的成本較低。然而，目前移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和能源儲(chǔ)

2、備等方面都十分有限，如何能提高網(wǎng)絡(luò)的能量效率及傳輸性能成為移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)需要解決的問題。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓鸵苿?dòng)終端存在不足的情況下，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸吞吐量，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲，以及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性，提高網(wǎng)絡(luò)利用率是提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的重要研究方向。
　　 網(wǎng)絡(luò)編碼理論是網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的一項(xiàng)很重要且很具有研究?jī)r(jià)值的理論，特別是在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信體系中。在網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)中，中繼節(jié)點(diǎn)不再是傳統(tǒng)的“接收-存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”的通信方式，而是對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行

3、編碼后再轉(zhuǎn)發(fā)，與傳統(tǒng)的路由方式相比，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)能夠提高整個(gè)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(dòng)Ad Hoe網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、傳輸延遲和傳輸可靠性等因素，將探討移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)相結(jié)合的可行性，研究將網(wǎng)絡(luò)編碼思想應(yīng)用到移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)傳輸過程及路由協(xié)議設(shè)計(jì)的方案，并進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)性能分析。具體研究工作及結(jié)果如下：
　　 本文提出一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)單播協(xié)議改進(jìn)方法，該方法根據(jù)Ad

4、 Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)和一定的編碼判斷規(guī)則，并利用COPE方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以此達(dá)到Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)端到端數(shù)據(jù)吞吐量的提高和網(wǎng)絡(luò)平均端到端延遲的減少的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的改進(jìn)協(xié)議相比傳統(tǒng)傳輸協(xié)議在傳輸網(wǎng)絡(luò)存在較多傳輸節(jié)點(diǎn)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(luò)編碼的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)ARQ重傳機(jī)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(shí)也保證了重傳的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的重傳機(jī)制相對(duì)傳統(tǒng)的重傳機(jī)制在重傳次數(shù)上減少了約20％-50％，提高了移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的利用率。
　　 提出一種移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的冗余網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)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(wú)線鏈路丟包所帶來的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，冗余網(wǎng)絡(luò)編碼方法能使網(wǎng)絡(luò)存在較