机会网络中高效的数据分发机制—CRLNC

针对如何提高机会网络中数据分发效率的问题,提出了一种数据分簇和随机线性网络编码结合的数据分发机制——CRLNC。其核心思想是先将数据分成几簇,然后在簇内分成相同数量的数据块,源节点发送一簇中的数据块,中间节点运用随机线性编码算法将其中的数据块编码转发出去,目标节点接收到其中的编码数据块后采用高斯—约旦消元法将数据渐进还原。在这种数据分发机制中,针对节点缓存空间的冗余问题提出一种基于簇号和线性相关性的节点缓存策略。理论分析和仿真结果证明,与传统的数据分发相比,该算法可以有效地提高网络吞吐量,减小端到端的时延。     

网络编码浅析

网络编码是近年来通信领域的重大突破,其基本思想是网络节点不仅参与数据转发,还参与数据处理,这样可以大幅提高网络性能。本文关注网络编码在无线网络环境中编解码过程。     

内容中心网络状态感知路由设计

为了提高内容中心网络的内容分发效率及降低网络开销,提出了网络状态感知的路由机制NSAR(network status aware routing)。NSAR利用从内容服务节点返回的数据分组收集当前网络状态信息,并在回传过程中对路径上各节点上匹配端口的转发概率进行更新,在对后续的兴趣分组进行转发决策时引入转发概率,从而提高内容分发效率。仿真实验表明,与传统内容中心网络路由算法相比,NSAR可以有效地降低内容请求平均时延,减少网络流通分组数以及降低网络带宽开销。     

无线传感器网络中利用随机网络编码的低能耗可靠机会路由

无线传感器网络中节点大多采用电池供电,让节点以低能耗将采集的数据传递到信宿,对无线传感器网络有效运行极为重要.该文提出了能量有效的可靠机会路由EROR（Energy-efficient Reliable Opportunistic Routing）,它利用结合节点剩余能量和链路上收发双方的总能耗的转发代价,选择转发节点集合（简称“转发集”）、主转发节点和协助转发节点,让节点调节发射功率并利用随机线性编码把数据包分片编码发送到转发集,进而以多跳方式把数据可靠低能耗地传递到信宿.仿真结果表明：在网络生存时间和能耗方面,EROR比已有路由策略CodePower更优.     

无线Adhoc网络中一种基于网络编码的协同MAC协议

协同通信中,中继节点通常用来转发源节点的数据分组.但是从中继节点的角度出发,帮助其它节点转发数据会降低其自身的性能,导致中继低效率问题的出现.针对此问题,该文基于网络编码设计了一种适用于无线Ad hoc网络的协同MAC协议.该协议将网络编码和协同机制相结合,在需要协同传输时,利用网络编码让中继节点在发送源节点数据的同时也发送自身的数据,利用网络编码来解决协同传输中中继低效率问题,进一步提升协同传输的性能.该文还在2维Markov退避模型的基础上,加入了网络编码和协同机制,对所提协议在多跳网络中进行了吞吐量性能分析,并探讨了网络节点数、多跳和信道质量对吞吐量性能的影响.仿真结果表明,相比一般的协同MAC协议,采用网络编码的协同MAC协议可以显著的改善系统性能,是解决协同传输中的中继低效率问题的有效手段.     

基于网络编码的无线自组织网数据分发机制

 无线自组织网络中,移动台能量有限,为了延长生存期,需要减少中间节点之间的数据包交换次数,本文提出一种基于网络编码的数据分发机制CRNC,同基于泛洪的传统数据分发机制相比,CRNC在大幅度减少传输次数的同时,只增加了少量时延.理论分析及仿真试验,证明了采用网络编码的CRNC可以在传输时延和能量消耗上取得更好的均衡.     

MANET网络激励节点协作的信任评估路由协议

针对移动自组网(MANET)中自私节点可能不愿意协作并拒绝为其他节点转发数据这一问题,提出一种基于信任评估的路由协议(TDSR)以激励节点协作并参与数据转发。信任值被用于评估节点的转发行为,低转发率的节点将被信任评估机制排除出网络,并被屏蔽一定时间后才能复活。仿真结果显示,在存在不协作节点的网络中,TDSR仅付出一定的延时开销就可具备明显高于DSR的数据分组转发率。     

基于网络编码的无线Mesh网络启发式定向调度算法研究

网络编码技术是近年来网络通信研究领域的一项重大突破,允许网络节点在传统的“存储—转发”基础上参与数据处理,已成为提高网络吞吐量、鲁棒性和可靠性的有效方法。文章结合网络编码机制与定向天线技术,研究无线Mesh网络公平性优化问题。基于跨层设计的思想,文章给出基于网络编码与定向天线的线性规划模型,并进一步提出一种具有定向调度特点的链路调度机信道分配算法。实验仿真结果表明,该算法优于已有SP-omni,COPE,DDSR算法,吞吐量更大,公平性更好。     

网络编码在无线网络安全领域的研究

网络编码是近年来通信领域的重大突破,其基本思想是网络节点不仅参与数据转发,还参与数据处理,这样可以大幅提高网络性能。文章关注网络编码在无线网络环境中出现的安全隐患,重点分析了数据包污染、提出抗拜占庭攻击的安全网络编码的模型、理论及其挑战和未来发展方向。     

基于交叉流网络编码的节能路由

节能路由是无线自组织网络的一个重要研究课题,对延长网络生存时间极为重要。在传统路由下,多对节点之间通信使用的多条数据传递路径会出现交叉存在公共节点,这些公共节点因需要转发来自多条交叉路径的数据包而比其它节点消耗更多的能量,从而过早因能量耗竭而失效。为了克服这一能耗不均衡问题,该文提出基于网络编码的节能路由NCBEER (Network Coding Based Energy Efficient Routing),它可捕捉多条路径交叉的机会,让公共节点对所转发的数据包进行编码,然后把编码数据包多播(Multicast)邻居节点,以减少公共节点转发数据包次数从而降低能耗;推导了编码节点使全部接收节点接收到编码数据包所需要的平均多播次数,定义了无线链路的传输代价,并将之作为信源将流量分配给不同路径的依据。仿真试验表明,NCBEER可降低和均衡节点的能耗,且能够延长网络生存时间。     

Cooperative file sharing mechanism with Network Coding in wireless Mesh networks

This article describes a new model of a cooperative file sharing system in a wireless Mesh network. The authors' approach is to develop an efficient and cooperative file sharing mechanism based on opportunistic random linear Network Coding. Within this mechanism, every node transmits random linear combination of its packets according to cooperative priority, which is computed in a distributed manner according to the node-possible contribution to its neighbor nodes. With this mechanism, the more a node contributes to others, the more the node has chances to recover the entire file first. The performance metrics of interest here are: the delay until all the packets in a file have been delivered to all nodes, and an ideal packet size, by the use of which the authors can get the minimum transmission delay. Through extensive simulation the authors compare their mechanism with the current transmission process in a wireless Mesh network without random linear Network Coding. The authors found that using their mechanism, the nodes can cooperatively share the entire file with less transmission time and delay than the current transmission process without random linear network.     

Cooperative quadrature physical layer network coding in wireless relay networks

This paper proposes a cooperative quadrature physical layer network coding (CQPNC) scheme for a dual‐hop cooperative relay network, which consists of two source nodes, one relay node and one destination node. All nodes in the network have one antenna, and the two source nodes transmit their signals modulated with quadrature carriers. In this paper, a cooperative quadrature physical layer network coded decode‐and‐forward (DF) relay protocol (CQPNC‐DF) is proposed to transmit the composite information from the two source nodes via the relay node to the destination node simultaneously to reduce the number of time slots required for a transmission. The proposed CQPNC‐DF relay protocol is compared with time‐division multiple‐access amplify‐and‐forward (TDMA‐AF), TDMA‐DF, cooperative network coded DF (CNC‐DF) and cooperative analog network coded AF (CANC‐AF) relay protocols to demonstrate its effectiveness in terms of bit error rate (BER) and system throughput under different propagation conditions. The simulation results reveal that the proposed CQPNC‐DF relay protocol can significantly improve the network performance. Compared with two TDMA schemes and CNC‐DF, the proposal can provide up to 100% and 50% throughput gains, respectively. Moreover, no matter what the scene, the proposed scheme always has the lowest BER in the low SNR region. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Opportunistic Scheduling for Wireless Network Coding

This letter addresses a scheduling problem for wireless network coding (WNC). In our previous work, we have theoretically shown that the optimum number of nodes to be included into a network?coded packet as well as its transmission rate depends on time?varying link condition between a transmitting node and receiving nodes [1]. Based on this observation, this letter designs practical scheme which opportunistically selects scheduled nodes, packets to be coded and an employed modulation level according to time?varying channel conditions and packet length. The numerical results show that the proposed opportunistic scheduling can improve the overall throughput as compared with non?opportunistic approach.     

Transmission scheduling in a multi‐channel wireless network with bidirectional relaying links

Using network coding in a wireless network can potentially improve the network throughput. On the other hand, it increases the complexity of resource allocations as the quality of one transmission is affected by the link conditions of the transmitter to multiple receivers. In this work, we study time slot scheduling and channel allocations jointly for a network with bidirectional relaying links, where the two end nodes of each link can exchange data through a relay node. Two scenarios are considered when the relay node forwards packets to the end nodes. In the first scenario, the relay node always forwards network‐coded packets to both end nodes simultaneously; in the second scenario, the relay node opportunistically uses network coding for two‐way relaying and traditional one‐way relaying. For each scenario, an optimization problem is first formulated for maximizing the total network throughput. The optimum scheduling is not causal because it requires future information of channel conditions. We then propose heuristic scheduling schemes. The slot‐based scheduling maximizes the total transmission rate of all the nodes at each time slot, and the node‐based scheduling schedules transmissions based on achievable transmission rates of individual nodes at different channels. The node‐based one has lower complexity than the slot‐based one. Our results indicate that although the node‐based scheduling achieves slightly lower throughput than the slot‐based one, both the proposed scheduling schemes are very effective in the sense that the difference between their throughput and the optimum scheduling is relatively small in different network settings. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

不依赖IP路由的网络参数快速分发机制

网络的快速开通依赖网络规划的参数文件是否能及时、准确的下发到各网络节点，在网络还没有正确组网的情况下，依赖IP网络进行参数的分发是行不通的。提出了一种基于分级和专用信息分发网络的思路来确保信息分发的可靠性，网络节点参与并作为信息分发的主体，而不是终端或服务器类设备，能在很大程度上提高信息分发的可靠性。在物理网络联通的情况下，不依赖IP网络是否正确组网，采用专用分发协议，完成网络参数的快速分发，缩短战术网络的调整时间，满足网络的快速开设。     

协作通信网络中的合作编码技术

未来觅带无线通信系统要支持高达1 Gb／s的峰值无线传输速率,就必须考虑利用协作通信技术,充分复用频率、时间、空间等多维资源,改善网络覆盖性能。合作编码将协作信号处理和信道编码技术有机地结合在一起,是实现高性能合作通信的重要保障,合作编码将成为未来觅带无线通信技术的一项关键技术。合作编码技术必须适应节点的双工或半双工通信方式,采用适应不同的协同通信网络环境要求的合作编码技术方案。未来的合作编码技术的发展方向是自适应的合作编码技术和网络编码协作技术。     

基于对等网络的分布式存储系统的设计与实现

在基于节点分级的对等网络路由定位算法SP_Route的基础上实现一个分布式存储系统。通过采用可扩展的体系结构、稳定的通信协议、通信机制,简明的文件的组织和节点构造方式,在物理网络上叠加一个P2P网络层。将各个节点贡献的物理上分布的存储资源连接成对用户透明的文件存储系统。该系统能快速地搜索文件和进行路由定位,能为用户提供较稳定的存储服务。     

IMT—Advanced协作中继的网络编码技术

网络编码技术的本质是在中间节点上对多条输入链路的数据信息进行线性或非线性处理转发。网络编码技术应用于IMT—Advanced系统中时,不仅可用于提高中继转发效率,还可用于设计干扰利用传输策略,以节约小区内的时频资源。文章针对多址接入中继信道模型,讨论了几种可提高中继转发效率的网络编码传输策略,研究了基于网络编码的干扰利用传输策略,分析了网络编码标准化过程中所面临的各种问题,指出引入网络编码技术对中继传输协议、控制帧格式以及用户调度和资源管理算法等的影响。     

一种基于NS的网络视频QoS分析方法

为了建立网络中视频传输的QoS分析平台,在分析EvalVid工具集的基础上,选取NS-2作为仿真环境,提出一种网络视频的QoS分析方法。该方法首先从视频流中提取仿真用的trace文件,注入模拟的网络中传输,然后利用结果trace文件将原压缩视频文件中由于传输丢失和延时超过限制的分组丢弃,产生新的视频文件,解码后可进行质量的评价。通过实例证实提出的方案完全可行,并可以作为设计与研究视频传输问题的试验平台。     

网络编码在无线通信网络中的应用

网络编码是一种可以逼近网络容量传输理论极限的有效方法,在无线网络环境。中有着广泛的应用前景。在无线中继网络中采用网络编码技术,可以使中继节点同时为多个用户转发数据,从而获得较高的转发效率。网络编码在无线中继网络中的典型应用方案包括噪声中继采用置信传播算法实现网络编码,复数域网络编码算法以及信道编码和网络编码联合设计方法,它们均可在获得较高网络吞吐量的同时实现完全分集。在多用户协作通信网络中采用网络编码技术,可获得更高的分集增益以及更低的符号错误概率。