基于PF调度的多源多中继协作网络节点选择

针对多源多中继协作网络模型,提出一种公平的节点选择与用户调度方案。出于优化平均信道质量的思想,每个传输时隙,选择信道条件差异最大的两个用户同时进行传输信息。中继节点选择基于PF比例公平调度算法,能保证中继节点处的负载均衡。然后在中继端采用一种网络编码传输方案。最后,与其他2种调度方案相比较仿真系统的误码率性能。     

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.     

面向蜂窝网络的D2D多播通信的分簇和中继选择方法

传统蜂窝网络中,信道衰减的随机性和不确定性导致小区边缘用户的接收性能很差,尤其是面向视频传输等速率要求较高时其弊端更加凸显。D2D通信因其配置灵活性可作为传统蜂窝网络架构的有利补充,能有效改善边缘用户的性能。该文针对D2D通信的多播传输,分析了系统最小时延成本下的中继数量和分簇算法,提出一种基于分簇和中继选择的低时延D2D多播方案。该方案可以自适应选择多播重传中的中继的数量和中继节点到基站的距离,同时给出最优的带宽资源分配机制。仿真结果表明,与其他方案相比,所提方法能有效减少系统时延,提高边缘用户体验和系统性能。     

物理层网络编码分组的机会中继

为提升物理层网络编码方案的抗衰落性能,该文提出了一种基于物理层网络编码的机会中继方案(Opportunistic Relaying based-on Physical-layer Network Coding,PNC-OR),该方案利用物理层网络编码的基本思想、有效提升网络吞吐的同时,通过中继节点的分布式选择,也能够使系统获得多用户分集增益,提高了系统的抗衰落性能。针对双向无线中继信道中端到端信息交换的情形,推导了准静态衰落环境下PNC-OR中多个目的节点接收信息的和容量。数值结果显示：和机会中继、传统网络编码两种方案相比,PNC-OR具有更高的频谱效率,并且随着中继节点的增多,频谱效率也越高。     

基于网络编码的多播路由算法性能分析

多播传输是目前通信系统中的一项关键技术,可以将相同的信息同时传向多个接收节点。该文提出一种基于网络编码的新的多播路由算法,该算法利用Dijkstra约简网络搜索源节点到各接收节点的路径族。仿真结果表明,该算法在资源消耗和负载均衡方面较传统的多播路由算法有更好的表现,同时性能也更接近基于网络编码的最小费用多播算法。最后,数学分析表明该算法具有较低的计算复杂度。     

一种基于散列邻域搜索网络编码的机会中继重传方法

在无线多播网络中,传统的方法没有考虑某些接收节点与源节点及其他接收节点之间可能具有更好的链路质量.为此提出了一种基于散列邻域搜索网络编码的机会中继重传方法,该方法动态选择数据分组接收情况最好的且信道质量优于源节点的接收节点作为中继,并采用散列邻域搜索网络编码策略进行其他接收节点的丢失分组重传.仿真结果表明,相对于现有的其他网络编码重传方法,该方法能有效减少平均重传次数,提高重传效率,尤其当一些接收节点因受到干扰与源节点之间的信道质量变得很差时,该方法能取得很高的重传增益.     

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.     

多跳协同中继网络下物理层安全传输方案

针对多跳中继传输系统的信息安全传输问题,提出了一种基于全双工模式下多节点协作干扰(FD-MCJ)的物理层安全传输方案。该方案利用通信网络中的中继节点发送干扰信号恶化窃听节点的接收性能,同时中继节点根据信道状态信息(Channel State Information, CSI)自适应的选择两种情况下的安全传输方案。本文首先利用泊松点过程对窃听节点位置进行安全建模;然后,根据CSI可用程度,给出不同的安全传输具体方案,在考虑系统的跳数、天线间自干扰以及发射功率和干扰功率等因素下,推导FD-MCJ方案下系统保密中断概率的闭式解;最后,数值分析和蒙特卡洛仿真表明,理论推导的正确性以及多跳中继系统中采用全双工多节点协作干扰方案能够有效提升系统安全性能。      

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.     

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。     

DTN 网络环境下动态随机网络编码方法简

容迟容断网络的移动性、间歇连通性和动态拓扑等动态特性使得当前应用于静态网络拓扑和固定多播容量的静态随机网络编码难以适应DTN网络环境的网络编码传输,为此提出了一种DTN网络环境下动态随机网络编码传输方法。该方法以马尔科夫信道模型为基础,根据节点的数据状态动态监测信道速率,在信源节点构造了带信道容量的网络流图,并计算和预测当前网络多播容量,最后根据多播容量的变化动态扩展和裁剪随机网络编码方案,实现DTN网络环境下数据的动态网络编码传输。仿真结果表明,相比传统的固定多播率编码方法,动态随机网络编码方法降低了数据的平均传递延迟,提高了数据投递率。     

无线mesh网中最小编码代价低时延多播路由

提出了一种无线mesh网中最小网络编码代价低时延多播路由协议(MNCLDMR, minimal network coding and low delay multicast routing)。MNCLDMR的目标是选择合适的网络编码节点,最小化网络编码代价,降低网络时延。MNCLDMR主要思想是引入拓扑关键节点和网络编码关键节点的概念,以下一跳的节点是否是网络编码关键节点或拓扑关键节点作为路由判据,采用MNCLD算法构造多播树。仿真结果表明,MNCLDMR可以达到预定目标,合理形成网络编码机会,能实现最小网络编码代价低时延多播路由。     

Reliable relay assisted wireless multicast using network coding

We first consider a topology consisting of one source, two destinations and one relay. For such a topology, it is shown that a network coding based cooperative (NCBC) multicast scheme can achieve a diversity order of two. In this paper, we discuss and analyze NCBC in a systematic way as well as compare its performance with two other multicast protocols. The throughput, delay and queue length for each protocol are evaluated. In addition, we present an optimal scheme to maximize throughput subject to delay and queue length constraints. Numerical results will demonstrate that network coding can bring significant gains in terms of throughput.     

基于网络编码的无线多播速率选择机制

在无线多播通信系统中,每个接收节点与源节点(例如基站)之间的信道状态不相同。因此,过高或者过低的多播速率都会导致较大的传输延迟。而且,信道状态随节点运动而变化,仅仅基于当前信道状态信息(CSI)和接收节点已接收数据状态信息(DSI)的多播速率选择机制无法达到最优性能。该文根据节点CSI和DSI提出了一种基于信道预测多播速率选择算法(MDCP)来最小化传输延迟,并结合网络编码提高数据重传效率。仿真结果表明,与基于最差信道状态节点的多播速率选择算法和没有信道预测的基于最大延迟节点的多播速率选择算法相比,MDCP能够获得10%-20%延迟增益。     

基于共享路径和网络编码的光组播容量优化

为了降低光组播路由 的光域网络编码代价和提高达到理论最大光组播容量的 概率,提出一种基于共享链路和网络编 码的优化光组播容量方法。首先设计一种从多条源－ 宿最短路径中选择能达到最大光组播容量的最短路径簇,然后在 最短路径簇中计算路径的共享度,选择共享度高的组播路径传输网络编码信息,构造网络编 码次数最少的光组播编码子图, 解决传统的网络编码组 播路由和最大共享度链路组播路由中存在的网络编码次数过多和达到最大光组播容量概率过 低的问 题。仿真结果表明:本文提出的方法具有最低的网络编码代价,能以最大的概率达到光组播 理论最大容量。     

基于反馈重传的网络信道编码多播研究

在无线网络中,采用现用机制(ARQ)带宽利用率并不是很高。针对这种情况,提出了一种将网络编码思想融入到重传机制中的方式———NC-ARQ,来提高单跳无线网络(例如WiMAX、WLAN等)的带宽利用率。此外,高误比特率下,在NC-ARQ基础上将网络编码与信道编码结合,即NC-HARQ,可以进一步改善无线网络的带宽利用率。分析了在传统反馈重传机制和信道编码中加入网络编码后,多播网络带宽利用率的增益。理论和仿真都证明了加入网络编码后,反馈重传机制的带宽利用率能得到较大改善。     

网络拓扑未知环境下确定性网络编码数据传输

针对网络拓扑未知且宿点具有至源点的反馈路径的单源组播问题,提出了确定性网络编码数据传输的编码构造方法.把组播连接过程分为试播与数据传输两个阶段,在试播阶段,源点作为中心控制节点,采用随机线性网络编码策略反复组播试验包至网络,宿点反馈信息至源点,分别测试出组播容量和各信道的编码向量.在数据传输阶段,利用试播阶段获得的参数,采用确定性网络编码数据传输策略传输数据.理论分析表明了方法的可行性,仿真测试结果表明了方法的有效性.     

k冗余多播网络中网络编码算法设计与分析

k冗余多播网络采用网络编码可实现最大多播速率k的信息传输。该文利用最大距离可分码已有成果,给出k冗余多播网络在不同发送速率下所需的最小有限域,构造最大距离可分码[n, k]生成矩阵,将其列向量作为信源输出链路的全局编码向量,设计网络码字,实现网络编码。应用实例表明该网络编码方法相对现有的通用网络编码算法而言,具有更低的计算复杂度。     

Binary linear multicast network coding on acyclic networks: principles and applications in wireless communication networks

Conventional linear multicast can be constructed on any acyclic network by increasing the order of the finite field to a sufficiently large amount over which the multicast is defined. In this paper, we first discuss the reciprocal theorem of the conventional linear multicast and design a linear multicast on any give acyclic network with constant finite field by extending the multicast dimension and relaxing the constraint on the information storage. In particular, we propose the binary linear multicast network coding and the linear multicast with binary coefficients. With the proposed method, the computation complexity for network coding at the intermediate nodes can be significantly reduced; therefore cheap network nodes can be deployed in a large scale due to their low cost for wireless communications. In addition, some applications of the proposed binary linear multicast network coding in wireless communication networks are illustrated and validated.     

Network multicast with network coding [Lecture Notes]

Network coding is a powerful technique introduced at the turn of the millennium, when a simple but far-reaching observation was made that, in communication networks, one can allow intermediate nodes to not only forward but also combine and process the incoming information flows [1]. Today, the field is attracting significant interest from engineers, computer scientists, and mathematicians in both academia and industry, and we are beginning to see first practical applications. In this article, we explain basic ideas, concepts, and power of network coding in a particular traffic scenario of network multicast.