一种基于干扰感知的网络编码意识路由

针对编码机会对数据流传输相对集中的要求,而数据流集中可能会造成传输干扰增大的问题,提出一种新的考虑干扰感知的编码意识路由判据ECXWI,结合一定的路由发现、路由维护机制,形成一种新的编码意识路由算法CARWI,该算法综合考虑了编码机会以及无线传输干扰等因素。仿真证明,并与采用最短路径路由的网络编码机会路由传输机制COPE相比,CARWI在网络吞吐量、端到端时延指标上有更优的表现。     

基于网络编码的拓扑推断研究综述

拓扑结构是重要的网络性能参数之一,尤其是对网络监控和管理而言,获取网络拓扑是一个很有意义的基础问题。网络编码技术的出现为网络拓扑推断提供了新的思路,中间节点的网络编码操作使得编码数据与网络拓扑结构之间存在着紧密的联系,基于网络编码的拓扑推断正是利用这种联系对网络拓扑结构进行分析识别。与利用网络层析成像实现拓扑推断相比,基于网络编码的拓扑推断有许多优势,如提高拓扑推断的准确性、降低推断算法的复杂度等。总结了网络编码技术在网络拓扑推断中的应用及研究现状。     

一种基于数据聚合的网络拓扑推测算法

网络拓扑信息对网络资源管理和配置,网络内部链路的性能评价具有重要的意义.传统的网络测量技术都是基于已知的网络拓扑,为解决传感器网络逻辑拓扑的获取问题,针对传感器网络资源有限的特点,为提高网络传输性能,提出了一种端到端的基于数据聚合的拓扑发现算法.根据在sink节点收集到的网络内部节点数据接收或丢失的情况,发现数据传输路径,进行传感器网络的拓扑推测进行仿真.仿真结果表明,算法可以准确快速的获取网络拓扑,并且具有很好的收缩性,适合大规模传感器网络的逻辑拓扑推测.     

面向工业无线系统的实时聚合调度方法

工业无线系统中网络资源受限，如何确保大量控制指令的实时传输是工业无线网络面临的关键问题.聚合传输是提高网络资源利用率的有效手段，然而，现有方法主要面向树状拓扑网络，未考虑数据流目的节点不同导致的解聚点延迟问题，在网状拓扑中聚合后的网络系统实时性难以保障.为此，本文研究网状拓扑下的工业实时聚合调度问题，首先提出了考虑数据包聚合的最短截止时间算法(EDF-PA),EDF-PA在路径重叠区域采用被动聚合等待的方式对数据包进行聚合，以降低数据流间的传输冲突；在此基础上，为进一步提高重叠区域数据包聚合度，本文提出了一种改进的聚合调度算法(EDF-OPA),EDF-OPA采用主动聚合等待的方式，以数据流可调度性为约束，最大化特定重叠区域的数据包聚合度.仿真结果表明，本文提出的EDF-OPA算法可以有效提高工业无线系统性能，相比传统聚合调度方法的调度成功率可提升35%,在网络丢包严重时，性能仍可提升20%.     

基于最大流的网络编码组播路由算法

网络编码是一种能显著提升组播传输性能的通信机制.在组播网络中部署和实施网络编码,必须建立传输路由和确定编码模式.对于后者,许多学者提出了有效的解决方法,而对于路由问题的研究则相对较少.由于网络编码自身固有的特点,基于网络编码的组播传输与传统的IP组播在建立传输路由的方式上有所不同.鉴于此,本文提出了一种基于最大流的网络编码组播路由算法,该算法与有的编码模式一起,能够构成完整的网络编码组播传输方案.仿真实验表明,与传统的IP组播相比,基于该算法的网络编码组播能够提升组播传输的性能.     

超立方体双环互连网络及路由算法*

给出了一种可扩展的互连网络拓扑结构,称为超立方体双环。该互连网络拓扑结构结合了超立方体拓扑的短直径、高连通性、对称性、路由简单和一种新的双环拓扑结构的可扩展性和常数节点度的优点,使得网络规模增大时,网络节点度可以保持常数;网络节点采用格雷编码和约翰逊编码的混合编码方法,网络的任意相邻节点编码有且仅有一位不同,使得路由算法设计简单。最后分别设计了基于混合编码的单播、广播路由算法。分析表明提出的互连网络具有较好的拓扑性质和通信性能。     

大规模无线传感器网络自适应节能路由算法

在确保大规模无线传感器网络信息可靠传输的前提下,尽可能降低网络能量开销,提出了大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。针对长江三峡库区水质监测的具体应用环境,构建了网络模型,采用梯度型拓扑生成器生成网络拓扑,利用可以平衡负载的节能自适应算法进行最优路由选择,建立了应用于大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。在具有代表性的两种不同网络环境中,对该算法的节能效果进行测试,结果表明了算法的可行性和先进性;该算法能有效地将网络负载平均分配于整个网络中,减少网络的整体能量开销,延长整体网络的寿命。     

基于网络编码的体域网可靠数据传输方法研究

随着电子技术的迅速发展,以能够检测及采集人体生理数据、应用于健康监控、医疗保健、体育竞技等领域的体域网应用越来越广泛。但是由于人体姿态处于不停移动变化中,无线体域网的网络环境很不稳定,数据传输的可靠性较低。针对这一问题,本文引入网络编码技术,以简化的网络拓扑为模型提出一种基于网络编解码的中继算法,并分析了该算法的网络传输可靠性。最后,以丢包率作为网络可靠性衡量指标,仿真结果表明:该算法与传统的数据传输算法相比,在一定程度上提高了数据传输的可靠性。     

基于网络编码的多播路由算法研究

网络编码的提出在一定程度上提高了多播通信的传输性能。简要总结了网络编码多播传输理论的研究进展,并对网络编码多播路由问题进行了研究。分析了已有算法的优势及不足,同时考虑影响资源消耗的因素,文中提出了一种基于最短路径和最大共享链路集的网络编码多播路由算法。通过在随机网络拓扑模型下的性能仿真实验分析,发现与传统的IP最短路多播和约简网络下网络编码多播路由算法相比,该算法可显著减少网络带宽资源消耗,同时能够有效均衡链路负载。     

基于网络编码的无线多跳网络寿命优化模型研究

针对无线多跳网络的寿命优化问题,通过将无网络编码、双向网络编码和侦听网络编码的寿命优化问题转化为线性约束规划问题,提出一种基于网络编码的无线多跳网络寿命优化模型。在该模型中,基于功率控制模型、数据流个数、业务需求分布和每个节点初始能量的随机拓扑模型,首先对这三种不同情形下的网络寿命优化问题进行建模。然后使用内点法对这些问题进行求解,最后评估网络寿命。通过对多种情况下网络编码对网络寿命的影响进行仿真,验证了模型的有效性。仿真结果表明,在弱功控情况下网络编码可以取得较好的网络寿命增益,且该增益随数据流个数的增加而增加,相对于侦听网络编码方法,双向网络编码方法在取得相近性能的同时,具有更低的计算开销。     

基于分簇的无线传感器网络编码算法

通过均衡网络能量消耗和延长网络生命周期,以提高无线传感器网络的能量利用率,提出了在无线传感器网络动态成簇算法中对簇头节点进行网络编码的路由算法.在簇的建立阶段,采用节点剩余能量和接收信号强度来完成分簇,解决了部分节点因能耗过度而过早失效的问题;在数据采集阶段,采用基于簇头进行随机线性网络编码的方法,有效降低了传输到网关节点数据包的数量,减少了网络能量的耗用.仿真实验结果表明,该算法与标准协议AODV相比,有效的均衡了节点能量消耗,提高了能量使用效率,改善了网络吞吐量和端到端延迟.     

无线多播中基于网络编码的QoS研究

在无线网络中使用网络编码可以提高吞吐量和降低能耗．近来,有许多工作在研究如何利用网络编码来提高吞吐量,但是很少有考虑到QoS．本文重点研究在实时无线网络中数据包在延时约束条件下,网络编码的广播调度问题,目标是在数据包的误时率（deadlinemissratio）容许范围内,减少重传包的数量．我们将综合两种编码调度方案,阐释各自的优劣,动态地选取编码方案．仿真结果显示,我们的算法可以有效减少重传包的数量．     

无线Mesh网中网络编码节点选取分析

无线Mesh网可以使用网络编码技术显著提高多跳链路的传输性能。但网络编码是有代价的,如何选择编码节点以减少网络编码的代价是研究的重点。对无线Mcsh网中的网络编码节点的选取进行了讨论,提出了一种基于超关键节点的网络编码节点选取算法。该算法是在Ford-Fulkerson标号算法找增广链的时候,统计路径上的每个节点的入度,并在节点上保存从不同输入链路获得的信息,从而确定哪些是超关键节点,这些超关键节点将是编码节点。仿真实验表明,在实现组播最大流的前提下,该算法能有效减少网络编码的节点数。     

网络编码调度算法的研究

近年来,网络编码作为提高通信系统吞吐量一种手段。在多播的通信网络,网络中各个传送节点结合动态变化的网络情况,对不同信息流的数据包进行编码处理,从而减轻局部节点的阻塞,提高了整个通信系统的性能。文章主要工作要体现在典型无线通信网络中,引入动态网络编码调度算法,提高无线通信系统的网络编码增益和系统吞吐量;探讨在自适应无线通信系统下,如何适当的使用自适应技术,使得动态网络编码调度算法的作用发挥到最大。各个节点间的发送端更应选取适合的自适应技术,来提高无线通信系统性能。通过MATLAB仿真显示,带有自适应技术的无线网络,在动态网络编码调度算法作用下,对改进系统性能有着更加重要的现实意义。     

A survey of inter-flow network coding in wireless mesh networks with unicast traffic

Wireless network performance is much restricted by the unreliability of the wireless channel and the competition among different flows for the shared network resources such as the bandwidth. Network coding is a technique that exploits the broadcast of the wireless channel and can effectively address these two restrictions to improve network performance. For example, with network coding, an intermediate node of multiple flows can encode packets from these flows into one mixed packet and serve these flows using only one transmission instead of multiple transmissions in the traditional way, thus mitigating the competition among flows. Inter-flow network coding (XNC), as a form of network coding, considers encoding packets from different flows, and it can benefit wireless mesh networks (WMNs) with either reliable or lossy links. In this paper, we present a survey on XNC in WMNs for unicast traffic, with various design factors related to XNC being covered. Specifically, our survey considers two types of WMNs, one with reliable links and the other with lossy links, and we study how XNC can be effectively utilized in both two types of WMNs. In addition to the benefits of XNC, we also present in this survey some drawbacks of applying XNC in WMNs. With this paper, we believe that readers will have a more thorough understanding of XNC on how it effectively mitigates the resource competition among flows and the channel unreliability problem in WMNs.     

基于自适应波束天线的局部优化拓扑控制算法

拓扑控制有助于提高ad hoc网络的性能,采用定向天线的自组网拓扑控制比全向天线网络更为复杂。基于自适应波束定向天线模型提出一种局部区域优化的拓扑控制算法。该算法利用分簇的思想将网络划分为可重叠的多个区域,区域内节点采用最小生成树（MST）的思想确定邻居关系,通过调整节点发射功率,改变天线波束的朝向、宽度和增益来构建拓扑。算法减小了节点的平均度数,降低了节点的发射功率,从而降低节点能耗,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量,仿真结果表明,算法显著提高了网络性能。     

无线传感网使用网络编码的新型数据传输方法

网络编码能提高无线传感器网络数据传输可靠性,针对现有基于网络编码的数据传输策略随机选取编码向量和使用固定路径所带来的缺陷,设计了一个新的编码矩阵构造方法,并提出了一种新型的基于网络编码的可靠数据传输方法。该编码方案能保证任意k个编码向量线性无关,且不用传输编码向量。数据转发使用"区域推进"机制,自动选取最佳转发节点,将数据包可靠地向sin"k推进",并实现了最少冗余传输和网络均衡能耗。分析与仿真表明,新的数据传输策略能消除现有方法的缺陷,提高数据传输可靠性,降低能耗。     

一种改进负载均衡的网络编码多播路由算法

已有研究证明,在多播网络中使用网络编码可以显著提高多播通信的性能。总结了网络编码多播理论的研究进展,同时对网络编码多播路由问题进行了研究与分析。考虑到影响链路负载和资源消耗的因素,提出了一种改进链路负载均衡的网络编码多播路由算法,优化了路径间链路的共享。通过使用常见的Waxman网络拓扑模型,产生随机网络拓扑。在这些拓扑中,分别针对传统IP多播路由、低速率网络下的网络编码多播路由以及提出的路由算法进行性能仿真。仿真结果表明,与其他两种路由算法相比,该算法在可达吞吐量、资源消耗和负载均衡等性能上均有很好的表现。     

WSN中层次型拓扑控制与网络资源配置联合设计方法

综合考虑异构无线传感器网络中节点速率分配、簇的划分规则和链路层网络频带资源占用情况, 提出一种基于拓扑控制与资源优化分配的层次型路由算法. 在网络层, 该算法根据成员节点和簇首节点的速率分配机制建立节点流量平衡模型. 在链路层, 分析无线传感器网络频谱共享行为, 研究邻近用户间访问冲突的规避抑制模型, 重构网络频带资源. 通过引入带宽比例因子将可用频带划分成若干子带, 提高网络频带资源的利用效率. 本文基于跨层联合设计思路, 建立一个混合整数非线性规划问题,对异构无线传感器网络中拓扑控制和网络资源分配问题联合设计, 得到最优的分簇结果和资源分配方案. 最后, 在设定网络拓扑中评估性能, 仿真结果证实该算法在网络频带资源充分利用的同时, 可实现最优的簇首匹配和路由建立结果.     

基于节点增益不同的无线网络拓扑控制技术

无线网络拓扑控制通过调节网络节点的传输功率等措施,从而提升网络性能。无线异构网络因为其网络节点的不同特性,使得适用于无线同构网络的拓扑控制技术无法获得理想的网络性能。以无线网络的图论模型为基础,将信号的能量域指标引入图论模型,从而有效地解决了无线异构网络节点接收增益不同所带来的网络干扰等问题。采用异构无线网络层次类聚等算法,获得接收增益不同条件下的拓扑控制策略。仿真表明,该拓扑控制算法对无线异构网络性能有较大改善。