基于二进制网络编码的无线广播重传方法

为了提高无线广播网络中数据包的传输效率,提出了一种新的基于二进制网络编码的高效无线广播重传方法(WBRBNC).法基于数据包分布矩阵(PDM),在广播重传过程中使用一种新的数据包算法选取编码包,对这些丢包采用二进制网络编码方法进行编码,然后再进行广播,使一次广播重传可以使多个具有不同丢包的接收机受益.分析和仿真表明,该方法能有效保证接收节点的编码可解性,使重传次数显著减少,更接近于理论值,从而大大提高了传输效率.另外,该方法计算开销小,很适合应用在卫星广播网和无线传感器网等资源受限的系统中.     

基于部分网络编码的移动自组网实时多播协议研究

传统网络编码可以减少数据包的转发次数,但会造成数据包较大的延时,且容易造成网络的拥塞.本文提出一种基于部分网络编码的实时多播协议——PNCRM.该协议将部分网络编码与mesh的建立结合在一起,有效地减小了端到端的延时,并且改善了网络吞吐量性能.仿真结果表明,与PUMA或基于传统网络编码的实时多播协议相比,PNCRM更好地适应接收节点较多、动态性较大的环境,且在数据包投递率及端到端的延时方面有着显著的优势.     

一种新的基于虚拟队列的无线多播网络编码调度策略

网络编码由于其传输效率高的特性,近年来在无线多播网络中得到广泛的应用。针对无线多播网络中丢包自动重传效率低的问题,该文提出一种新的基于虚拟队列中数据包到达时间的编码调度策略(CSAT)。在CSAT策略中,为了提高编码效率,采用虚拟队列来存放初始以及未被所有接收者接收到的数据包。考虑到队列的稳定性,CSAT策略按照一定的比率从主次队列选择发送;在次队列发送数据包时,结合了编码和非编码两种方式,根据数据包到达队列的先后,选取能够使较多数据包参与编码的方式发送。仿真结果表明,该文所提的CSAT编码调度策略在有效提高了数据包传输效率的同时,提高了网络的吞吐量并降低了平均等待时延。     

无线Mesh网中基于网络编码的多路径TCP研究

在无线多跳网络中,本地重传和网络编码已经被成功地应用到多路径技术上以增加吞吐量并减少丢包。然而,在提高UDP传输性能的同时,也产生了数据包重排序和延迟等副作用,严重影响了TCP性能。针对此问题,主要提出一种基于网络编码的多路径传输方案NC-MPTCP,即在无线mesh网络的多条路径中引入网络编码、执行拥塞控制以及使用一个基于信用的方法控制节点的传输速率,提高网络的吞吐量以及增加网络传输的可靠性。该方案使用一个简单的算法,评估丢包率以及发送线性组合数据包的速率,用来降低目的节点的数据包解码延迟和防止TCP的超时重传。仿真结果表明设计的NC-MPTCP有效。     

基于机会式网络编码的低时延广播传输算法

为了提高无线网络中数据包广播传输的效率,本文提出了一种基于机会式网络编码的广播传输算法.该算法在发送端按一定顺序选择不同终端的丢包,并采用异或运算编码重传包,在终端采用从重传包中解码数据包的方法恢复丢包.该算法优先恢复时间重要性较高的丢包,并使多个终端同时从单个重传包恢复其丢包,因此有效地提高了广播传输效率并降低了传输...     

一种基于流内与流间网络编码的无线路由算法

 网络编码能极大提高网络吞吐量和可靠性.该文提出了一种基于流内网络编码与流间网络编码的无线路由算法,首先用改进的流间网络编码策略寻找一条固定路由,发现尽可能多的编码机会以减少传输次数;再用流内网络编码与局部机会路由结合的方法实施每跳的数据包传输,减少数据包的重传次数.理论分析和仿真实验表明,此算法比传统的编码感知路由算法具有更高的吞吐量和可靠性.     

一种基于网络编码的移动自组网实时多播协议

针对移动自组网中的实时多播场景,提出一种基于网络编码的协议—NCRM.该协议可通过减少网络中数据包的转发次数降低节点能耗,并可改善网络吞吐量性能.为适应实时性要求,在NCRM中引入了严格的时延限制机制.仿真结果显示,与PUMA、MAODV等传统协议相比较,NCRM能更好地适应存在多接收节点、高移动性的环境,且在传输可靠性与节省能耗方面具有显著优势.     

网络多播路由的改进编码软件设计与实现

传统网络多播路由编码方法采用多播分布树进行编码,但链路容量遭遇瓶颈,致使编码节点较多,导致浪费带宽资源的问题。在此提出基于Koetter指数时间的网络多播路由改进编码算法对编码软件进行设计,分析多播路由的总体设计,通过数据包编码转发模块在多播拓扑不相交路径上进行编码和转发多播数据包,利用输入模块实现网络多播路由和上游节点的信息交换,通过开关仲裁模块判断能够向特定输出端口传输信息的输入端口,利用死锁控制模块对出现死锁现象的路由节点进行检测,一段时间后使多播路由恢复正常的数据交换,通过输出模块对数据的输出进行管理。以降低带宽资源为目的,采用Koetter指数时间算法实现网络多播路由编码,并给出编码的详细代码。实验结果表明,所提方法不仅节省网络资源,而且显著降低多播路由时延,增强网络吞吐量。     

联合无线网络编码与TCP Vegas的多播协议优化研究

为解决移动自组网中网络编码多播路由协议因业务传输负载增大,而产生的网络拥塞现象,本文提出了一种可靠的基于TCP Vegas窗口拥塞控制的网络编码多播路由协议。该协议的核心思想是发送节点采用发送窗口自调整和反馈消息触发发送窗口调整的机制,综合的调节数据包的发送速率,来改善网络拥塞现象,从而可以降低丢包率。仿真结果表明,当传输负载增大时,基于窗口拥塞控制的网络编码多播路由协议可使得系统的总开销大大降低,分组投递率获得了相对的提升。     

多播网络中基于网络编码的高效丢失恢复机制

网络编码为无线网络中可靠多播通信提供了有效解决途径。该文分析了网络中编码机会的变化规律,研究了解码失败的编码数据包对网络编码性能的影响,提出了新的基于网络编码的丢失恢复算法(NCLR)。NCLR要求节点缓存解码失败的编码数据包,并反馈信息给发送节点。根据各个节点的丢包情况,NCLR通过优先传输对编码性能影响较大的数据包,并在需要重传的已编码数据包和原始数据包中选择编码组合,来充分挖掘网络中的编码机会。仿真结果表明相对于已有算法,NCLR算法可以在重传次数和丢失恢复时延方面有显著性能改善。     

移动自组网AOMDV协议应对衰落改进方案

在移动自组网中,信道条件直接决定了数据包传输的可靠性.为有效应对信道衰落,提出一种基于信道状态、可实时监控链路的路由方案来改进AOMDV协议.该方案在路由寻找过程中,以信道平均无衰时间（ANFD）作为路由度量来选择稳定的链路,并采用一种根据信道状态信息抢先切换的策略来维护连接的可靠性.仿真结果表明,通过该改进方案,AOMDV协议在网络吞吐量、平均端到端时延、路由控制开销和数据包投递率等性能上均有改善.     

基于部分中继选择的能量收集双跳网络信息年龄优化

针对传统中继协作网络传感器节点能量受限导致信息传输延迟较高的问题,将短包通信（SPC）和能量收集技术相结合,构建了一种双跳中继无线传感器网络模型。网络中源节点和中继均需从专用能量基站收集射频信号能量以保证信息的持续传输,中继采用半双工解码转发协议将源节点发送的状态更新信息以短包形式传递到目的节点,利用中继选择策略与最大比合并技术提出了基于时效性的最早部分中继选择方案。考虑该网络信息的新鲜度,首先,分析了SPC传输性能,推导了中继和目的节点处的平均包错误率。其次,利用顺序统计量描述了源节点到中继端数据包的重传次数,基于更新过程理论推导了网络的平均信息年龄（AoI）表达式,并采用梯度下降方法优化了影响网络平均AoI的部分参数。最后,仿真分析结果表明,优化中继数量和数据包长度可以有效提高网络信息新鲜度,同时,通过对比优化部分参数得到的最优值与贪婪方法得到的最小化平均AoI理论值,可以验证部分中继协作方案在双跳状态更新网络中的可行性。      

中继协作无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案

无线广播网络传输过程中,目的节点反馈信息丢失或部分丢失导致发送节点不能了解目的节点的真实接收状态.为提高不完美反馈下无线网络的重传效率,本文提出中继协作无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案.本方案基于部分可观察马尔科夫决策过程对不完美反馈下的重传过程进行建模.发送节点根据系统观测状态和最大置信度更新系统估计状态,根据数据包发送顺序,优先选择最早丢失且能够恢复最多丢包的编码包重传.目的节点缓存不可解编码包以提升编解码机会.重传过程中源节点关注目的节点请求包需求,相同情况优先选择传输可靠性较高的中继节点,以提升传输有效性.仿真结果表明,在不完美反馈下相对于传统方案,本方案可有效提高重传效率.     

中继协作多播网络中基于最小集合覆盖的编码重传方案

为提高单中继协作多播传输效率,本文提出一种基于最小集合覆盖的分类网络编码重传方案.该方案充分利用中继节点协作传输的优势,将接收端的丢包按中继节点的接收状态分为两类,并按类先后进行编码重传.在各类丢包内部,根据对应的状态反馈矩阵寻找编码机会生成编码包,并将编码包的选择过程抽象为集合覆盖问题,通过求最小集合覆盖使重传次数逼近最小值.此外,在不增加所得前类编码包数的前提下,利用两类丢包之间的编码机会进一步生成新编码包,以减少重传编码包数,从而提高重传效率.分析与仿真结果表明了该方案的有效性.     

无人机短包通信中基于NOMA传输的安全性能分析

针对物联网（IoT）通信的低延时需求,为了保证数据传输的灵活性,本文构建一种基于短包传输的无人机（UAV）通信网络。由于非正交多址接入（NOMA）技术能够增加可服务的地面用户数量,故将该技术应用到无人机短包通信（UAV-SPC）系统中可以解决多用户的安全传输问题。与正交多址（OMA）技术相比,NOMA可有效提高用户接入公平性和频谱利用率,因此被广泛用于下行链路的通信传输。为解决复杂的安全传输问题,首先证明在功率和译码错误率约束的条件下,分别存在最优的功率分配,数据传输包长和系统传输比特数使目标用户的平均安全吞吐量最大。在此基础上,通过本文所提算法得到安全传输问题的优化解。实验结果验证了该算法的稳定性和可行性。此外,与基准方案相比,本文所提方案可有效降低短包传输的通信时延,提高系统中目标用户的平均安全吞吐量。     

Multi-way relay system with network coding in multi-spot beam satellite networks

In this paper, we consider a multi-way relay system with network coding (NC) in multi-spot beam satellite networks. In particular, we focus on multiparty video conferencing via a satellite. Our proposed protocol uses the multicasting routing information and number of video frame packets to generate coded packets. The proposed protocol ensures the reliable transmission of multicasting data for mobile users using the decoding error rate for the random linear network coding batch. To minimize the delay in the link layer, we propose a resource allocation scheme for multiparty video conferencing with NC in satellite communications. For the resource allocation, we use application information acquired by a performance enhancing proxy. The simulation results show that the achievable rate can be increased by the proposed protocol. The proposed protocol can also reduce the number of packet transmissions, resulting in the efficient usage of satellite radio resources. Furthermore, it is shown that the proposed protocol ensures the reliable transmission of multicasting data for mobile users by using resources saved by NC. The average peak signal-to-noise of the video streaming for mobile users is better than that of the conventional system. As a result, the visual quality of video streaming services is improved.     

Power Efficient Video Multipath Transmission over Wireless Multimedia Sensor Networks

This paper proposes a power efficient multipath video packet scheduling scheme for minimum video distortion transmission (optimised Video QoS) over wireless multimedia sensor networks. The transmission of video packets over multiple paths in a wireless sensor network improves the aggregate data rate of the network and minimizes the traffic load handled by each node. However, due to the lossy behavior of the wireless channel the aggregate transmission rate cannot always support the requested video source data rate. In such cases a packet scheduling algorithm is applied that can selectively drop combinations of video packets prior to transmission to adapt the source requirements to the channel capacity. The scheduling algorithm selects the less important video packets to drop using a recursive distortion prediction model. This model predicts accurately the resulting video distortion in case of isolated errors, burst of errors and errors separated by a lag. Two scheduling algorithms are proposed in this paper. The Baseline scheme is a simplified scheduler that can only decide upon which packet can be dropped prior to transmission based on the packet’s impact on the video distortion. This algorithm is compared against the Power aware packet scheduling that is an extension of the Baseline capable of estimating the power that will be consumed by each node in every available path depending on its traffic load, during the transmission. The proposed Power aware packet scheduling is able to identify the available paths connecting the video source to the receiver and schedule the packet transmission among the selected paths according to the perceived video QoS (Peak Signal to Noise Ratio—PSNR) and the energy efficiency of the participating wireless video sensor nodes, by dropping packets if necessary based on the distortion prediction model. The simulation results indicate that the proposed Power aware video packet scheduling can achieve energy efficiency in the wireless multimedia sensor network by minimizing the power dissipation across all nodes, while the perceived video quality is kept to very high levels even at extreme network conditions (many sensor nodes dropped due to power consumption and high background noise in the channel).     

A Cooperative Peer-to-Peer Repair Scheme Based on Hybrid Network Coding

Cooperative peer-to-peer (P2P) repair (CPR) is an efficient way to recover the lost packets in wireless multicast system. Using network coding in CPR can further improve the transmission efficiency. However, there will be high computational overhead for random linear network coding and high optimization complexity for XOR-based network coding when the number of multicast data packet is relatively large. With regard to this problem, we propose a hybrid network coding based cooperative P2P repair scheme (HNC-CPR) with two efficient and light-weight scheduling algorithms. The HNC-CPR scheme can reduce the computational complexity while ensuring high transmission efficiency. Finally, example analyses and simulations demonstrate the efficiency and low-complexity of HNC-CPR.     

Adaptive two-stage FEC scheme for scalable video transmission over wireless networks

In this paper, we present a two-stage forward error correction (FEC) scheme with an enhanced link-layer protocol especially for multimedia data transmission over wireless LANs. At the application layer, packet-level FEC (stage-one) is added across packets to correct packet losses due to congestion and route disruption. Bit-level FEC (stage-two) is then added to both application packets and stage-one FEC packets to recover bit errors from the link layer. Then at the link layer, header-CRC/FEC is used to enhance protection and to cooperate with the two-stage FEC scheme. The proposed scheme thus provides joint protection across the protocol stack. We explore both its bandwidth efficiency and video performance for the highly efficient and scalable MC-EZBC video codec using the network simulator ns-2. Our results show that the proposed scheme can effectively increase application-layer throughput, reduce both end-to-end transmission delay and application bandwidth fluctuation, and significantly improve video performance.