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.     

一种基于网络编码的重传算法研究

无线网络中,节点发送的数据分组传输失败后,执行重传机制。传统的重传机制ARQ由于在一次重传中只能发送一个丢失的数据分组,因此传输效率比较低。利用网络编码技术和AQR重传机制,我们可以在重传中使用网络编码,广播发送由多个丢失数据分组编码得到的编码分组,从而提高重传效率。本文中我们提出一种将网络编码应用于多个发送方多个接收方(MSMR)无线网络中的算法RMBNC。理论推导和仿真分析验证了我们提出的算法的有效性。     

一种新的基于多节点网络编码的无线广播重传算法

提出了一种基于网络编码的无线网络广播重传算法。该算法按照包丢失分布概率的特点生成新的重传序列,采用多节点的网络编码方法进行丢失包组合实现重传。通过数学分析和仿真证明,该算法能保证接收节点的编码可解性,同时重传次数可达到局部最优性;与传统重传方法相比,该算法可以有效地减少信息包的平均传输次数,从而提高传输效率。     

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。     

一种改进的网络编码广播重传算法

在无线网络广播传输中,为了提升效率提出改进的基于冗余避免的网络编码广播重传算法（INCBRRA）。对接收状态矩阵进行重排列后,再主动避免重传不可解码的编码组合,从而优先编码有助于接收节点解码的丢失数据包组合。分析结果表明,INCBRRA算法相比于现有算法能有效减少重传次数,提升了传输效率。     

D2D网络中基于牺牲节点的网络编码协作重传策略

针对D2D无线网络中多终端并发协作重传过程中平均解码时延较高的问题,提出了一种牺牲节点的协作重传策略.在重传阶段,发送终端在立即可解网络编码(Instantly Decodable Network Coding,IDNC)图上根据接收终端与发送终端的链路质量、终端数据包权重和接收终端的连通度选择出发送终端的最优编码包,以降低系统的平均解码时延.同时,利用部分接收终端对最优编码包的无效解码和不可解码的特性,扩展了备选协作终端,使更多的终端参与到协作传输过程.仿真结果表明,所提策略有效降低了系统的平均解码时延和重传次数.     

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。      

多播网络中基于机会网络编码改进的重传方法

针对高链路分组丢失率下HLAR (hash lookup assisted retransmission)等重传方法存在的编码率低、算法性能下降等缺陷,提出了一种改进的基于机会网络编码的广播重传方法.该方法根据接收节点反馈的丢失分组情况,不仅能够通过散列查找快速选择丢失分组组合进行编码重传,并优先重传能让最多接收节点恢复其丢失分组的单个重传分组,而且基于邻域关联充分挖掘编码机会,允许节点从多个重传分组中恢复丢失分组,从而在保持较低算法复杂度的情况下,有效地提高重传性能.仿真结果表明,相对于已有算法,该方法能有效减少重传次数,提高传输效率.     

基于随机网络编码的无线广播重传方案及性能分析

针对自动重复重传(ARQ)机制在无线广播系统中吞吐量性能不佳的缺陷,提出一种基于随机网络编码的广播重传方案RNC-ARQ.对于广播节点,采用随机线性码对所有丢失包进行编码组合重传.对于接收节点,当接收的编码包累积到一定数量后可通过解码操作恢复出原始数据.该方案可有效减少重传次数,改善无线广播的吞吐量性能.基于Gilbert-Elliott模型描述的突发错误信道,建立了信道状态和节点接收处理流程合并的多状态马尔可夫模型,并以此为基础推导了RNC-ARQ方案的吞吐量闭合解.最后,使用NS-2模拟器评估RNC-ARQ方案的性能,结果表明在突发差错信道下,基于随机网络编码重传方案的吞吐量优于传统的选择承传ARQ方案和基于异或编码的重传方案.     

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...     

High efficient multipacket decoding approach for network coding in wireless networks

To improve the performance of transmission by reducing the number of transmission and network overhead of wireless single-hop networks, this paper presents a high efficient multipacket decoding approach for network coding (EMDNC) in wireless networks according to the idea of encoding packets which cannot be decoded and are stored in buffer by receiving nodes, the lost packets can be recovered from these encoded packets. Compared with the network coding wireless broadcasting retransmission (NCWBR), EMDNC can improve the efficiency of decoding and reduce the number of retransmission and transmission delay. Simulation results reveal that EMDNC can effectively reduce the number of retransmission and network overhead.     

D2D网络中基于立即可解网络编码的时延最小化重传方案

该文针对D2D无线网络中多终端并发协作重传冲突避免问题,提出一种基于立即可解网络编码的时延最小化重传方案。在重传阶段,充分利用D2D无线网络终端协作传输数据的优势,结合各终端数据包接收状态,综合考虑时延的影响因素,选取单次重传时延增量较小的数据包生成编码包,最小化重传时延。同时,构建终端冲突图,在图中搜索极大独立集,根据各终端的编码包权重值,选择最大加权独立集中的终端作为并发协作重传终端,从而降低重传次数。仿真结果表明,所提方案能够进一步改善D2D无线网络的重传效率。     

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。     

一种基于机会式网络编码的高效广播重传方法

为了提高无线广播网络中数据传输的效率,该文提出了一种新颖的基于机会式网络编码的重传方法。将机会式网络编码技术应用于丢包的重传,并采用高效的丢包组合策略生成重传包。根据网络终端的丢包情况,首先创建丢包的哈希表,再根据哈希表快速选择满足一定编码条件的丢包以生成重传数据包,从而在提高重传性能的同时,有效地降低了重传方法的复杂度。仿真结果表明该方法相比已有算法能有效地减少重传次数,并提高重传包发送和接收的效率。     

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.     

WiNoC中EF-ACK容错无线接口设计

无线片上网络中的无线信道面临着严重的可靠性挑战,无线路由器的容错设计对整个片上网络的传输效率有着较大的影响.本文提出一种EF-ACK容错无线接口设计,将多条确认信息配置在一个数据包内,通过无线信道传递确认信息数据包;在无线接口处设立重传数据缓冲区,以更高效的方式确认数据以及控制错误数据包的重传;另外,提出了基于网络状态的编解码控制,在网络情况较差时用BCH编码的方式提高数据的鲁棒性.实验表明,本文方案使用了较小的额外面积和功耗开销,高效地完成了对于数据的无线确认反馈,且在错误率较高时,可以保证网络中较低的网络延迟和较高的饱和吞吐量,大大提高了网络的性能.     

On Broadcast Stability of Queue-Based Dynamic Network Coding Over Erasure Channels

The transmission of packets is considered from one source to multiple receivers over single-hop erasure channels. The objective is to evaluate the stability properties of different transmission schemes with and without network coding. First, the throughput limitation of retransmission schemes is discussed and the stability benefits are shown for randomly coded transmissions, which, however, need not optimize the stable throughput for finite coding field size and finite packet block size. Next, a dynamic scheme is introduced for distributing packets among virtual queues depending on the channel feedback and performing linear network coding based on the instantaneous queue contents. The difference of the maximum stable throughput from the min-cut rate is bounded as function of the order of erasure probabilities depending on the complexity allowed for network coding and queue management. This queue-based network coding scheme can asymptotically optimize the stable throughput to the max-flow min-cut bound, as the erasure probabilities go to zero. This is realized for a finite coding field size without accumulating packet blocks at the source to start network coding. The comparison of random and queue-based dynamic network coding with plain retransmissions opens up new questions regarding the tradeoffs of stable throughput, packet delay, overhead, and complexity.