基于线性网络编码的无线网络信道接入机制

为了提高无线自组织网络的通信性能,针对当前网络信道接入机制存在的不足,提出一种基于线性网络编码的信道接入机制(LNC)。首先对传统网络信道接入机制的工作原理和缺陷进行分析,然后采用线性网络编码方式提高数据包传输效率,最后运用马尔科夫链模型对LNC进行数学建模,并通过仿真实验对其性能进行分析。仿真实验结果表明,相对于传统网络信道接入机制,LNC不仅提高了网络的吞吐量,降低了节点的数据包丢失率,而且提高了信道利用率。     

基于线性网络编码的802.11 DCF信道接入机制

针对实际无线网络中数据包丢失率高的问题,在IEEE 802.11DCF基本接入机制的基础上提出了一种基于线性网络编码的信道接入机制（LEC-DCF）. 该机制通过改进COPE协议的网络编码方式,提出了采用双解码方法来对编码包进行解码,大大提高了目的节点的解码成功率. 运用马尔科夫链模型对LEC-DCF进行数学建模分析. 分析结果表明：在数据包丢失率比较高的情况下,LEC-DCF机制可以明显提高网络吞吐量.     

网络编码感知的无线机会路由性能分析模型

结合基于优先级的ACK回复策略,提出网络编码感知的无线机会路由性能分析模型。该模型探讨多个中继节点时无线信道丢包对网络性能的影响。为此,建立二维马尔科夫链模型对802.11 DCF信道接入机制进行数学建模分析,从而得到数据包成功投递概率和网络吞吐量公式。数学分析结果表明:结合机会路由和网络编码,通过增加中继节点数量,可以提高数据包的投递概率和网络吞吐量。     

多跳无线网络启发式网络编码协议研究

当前许多研究表明,在多跳无线网络中,网络编码技术可以显著提高网络通信性能.首先深入分析研究现有的机会网络编码机制及存在的问题,在此基础上,提出一种通用启发式网络编码协议(GHNC).该协议包含机会转发节点选举、吞吐量计算和动态调整三个过程.其核心思想是:根据网络状况的变化,采用启发式方法自主地改变参与竞争转发节点的个数,以最大化网络吞吐量.另外,考虑到多跳无线网络的动态变化特性以及对服务质量的需求,分别提出动态启发式网络编码协议(DHNC)和快速启发式网络编码协议(FHNC).仿真结果表明,GHNC、DHNC以及FHNC能够快速适应网络环境的变化,显著提高网络性能.     

基于节点编码感知的机会转发路由协议

针对现有考虑节点编码机会的编码感知路由协议Ex CAR(a coding-aware routing protocol termed extended coding aware routing)在无线链路不稳定的情况下转发节点集内的节点在计算编码机会时可能产生误判,以及在转发节点集内选择最优编码节点时需要交换大量的数据包缓存信息会导致较大的端到端时延和网络开销等问题,提出一种适用于多跳无线网络的节点编码感知机会转发路由协议NAOFP(node network coding aware opportunistic forwarding routing protocol)。NAOFP协议通过引入基于侦听概率的附加ID信息添加机制和转发节点集的最优转发节点选择机制,提高了网络吞吐量和编码包的解码成功率,减小了数据包的平均端到端时延。仿真结果表明,与Ex CAR协议相比,NAOFP协议在网络吞吐量、平均端到端时延、编码包的解码成功率等方面的性能均得到了有效的改善。     

一种多重信道感知的主动机制网络编码算法

针对网络编码算法的能量开销大、解码出错率高等问题,提出一种多重信道感知的主动机制网络编码算法,该算法建立了系统模型来分析网络编码的工作方式,以最小化样本作为代价,采用多重信道感知的方法来检验中继节点的编码效果,使网络从中继节点的编码效果中进行学习,从而将源信息发送给编码效果较好的中继节点。为了减少解码出错率,算法采用了一种主动机制,该机制依据源节点的发射功率和源信息的大小来控制终端的解码出错率,提高网络解码能力。实验仿真对比结果表明,提出的网络编码算法能够有效控制网络编码的出错率,并能有效减少网络开销。     

基于网络编码的异构无线传感器网络数据广播协议

本文提出一种适应异构无线传感器网络的能量感知的网络编码数据广播协议(ENCBP)。传感器节点根据邻居能量信息列表实时地计算节点剩余能量的线性映射值。在此基础上,采用能量感知的网络编码转发概率机制,使具有较高剩余能量的节点比低能量节点拥有更高的数据转发优先级,以实现能量均衡的数据传输。另外,采用伪广播机制对协议进行优化,以提高数据包投递率。仿真结果表明,ENCBP不仅可以有效实现网络的能耗均衡,以延长网络的生命周期,还能在一定程度上降低数据包传输时延,从而提高数据通信性能。     

多跳无线网络通用网络编码结构研究

编码结构是决定运用网络编码与否的一个重要因素.根据多跳无线网络的特点,在现有的网络编码结构的基础之上,提出三种可以在无线网络中进行网络编码的通用编码结构:泛I型、泛Y型和泛X型结构.研究了网络节点对于这三种编码结构的发现、编码和解码的具体算法和过程,并对所提出的三种通用编码结构的编码有效性进行了实验仿真,仿真结果表明,编码结构的使用可以有效提升无线网络的平均吞吐量.     

低速Ad Hoc网络多信道接入协议设计

在每个终端仅配置一套无线信号收发装置且信道速率较低(1 Kb/s~10 Kb/s)的情况下,信道需要划分成多个不重叠的子信道组建Ad Hoc网络。针对上述要求,提出一种改进的基于多信道的MACA-BI协议——RIMA-MC。该协议通过减少控制开销、增加信道空间复用度等方法提高低速Ad Hoc网络的吞吐量。在低速、高业务量网络中分析该协议的吞吐量,通过与MACA-BI及基于RTS/CTS的协议比较,证明RIMA-MC具有更好的表现。     

接收者视角选择信道的分布式多信道MAC协议

为了有效地利用无线信道资源并获得更好的网络性能,提出了一种新型的多信道的媒质接入控制协议,即接收者视角优先动态信道分配协议.对现有的多信道MAC协议存在的问题进行分析,并提出新的设计思想.在RMDA协议中,每个节点实时地将当前状态信息发送给邻居节点,并以接受者的视角结合邻居状态列表来选择通信的数据信道,减少冲突发生的概率,从而更有效地使用多信道增加了网络吞吐量.另外,协议明显地改善了数据包时延等网络性能,特别是当网络负载很大的情况下.仿真结果展示出提出的RMDA协议是一个的获得较高网络能力的多信道MAC协议,为多信道MAC协议的研究和发展提供一个新的思考视角.     

应用累积系数确认的网络编码机会路由协议

在无线mesh网络中,机会路由通过高效使用无线传输的广播特性显著地提高了无线网络的吞吐量.引入网络编码,使得机会路由协议可以避免复杂的调度,更加易于实现.然而,网络编码的引入给机会路由协议带来新的问题：转发节点应该发送多少编码包?MORE等协议依据平均链路状况信息来预计节点转发编码包数目的方法,无法准确判定发送的冗余.以CCACK为代表的研究采用逐跳反馈的方式来减少编码包的冗余发送.首先,针对采用正交向量确认的CCACK机制进行分析,说明了CCACK尽管可以减少确认开销,减少误判,但却带来了“信息空间已覆盖而无法正交”的漏判问题.在此基础上,提出了一种基于累积编码系数反馈确认的网络编码机会路由协议CFACK.该确认机制中转发节点通过侦听下游节点的编码系数向量,并与来自上游节点的编码系数向量进行相关性分析,从而获知下游节点信息是否覆盖自身信息.证明了在无差错网络环境下该确认机制不存在误判和漏判的可能,同时,在有差错网络环境下对该确认机制的有效性进行了分析.结果表明：在一般节点分布情况下,利用额外的一次携带确认,可以确保90%以上的准确性.仿真测试结果表明：CFACK相比CCACK,显著提高了网络的吞吐量,平均提高率为72.2%,同时在编码计算、存储和包头开销上都少于CCACK.     

无线传感器网络信道编码技术研究

无线传感器网络信道容易受到干扰, 需要进行误码率比较低的差错控制.在研究了无线传感器网络中差错控制机制与能量消耗的关系的基础上,利用差错控制的能量模型,分析了LDPC码和BCH码的能量效率,最后证明利用LDPC码进行差错控制能有效节省传感器网络的能量消耗.     

一种基于网络编码的无线网络机会路由算法

机会路由和网络编码是近几年出现的两项新技术,它们能使有损网络达到较高的吞吐量.然而,已有的研究两者大多是分离的,这样不能同时发挥两者的优势.提出了一种基于网络编码的无线网络机会路由算法- MinACK( Minimum ACKnowledgement),它结合了机会路由和网络编码各自的优势,能够在网络中同时传输多个段的...     

适用于多跳无线网络的机会路由机制

机会路由采用路由推迟策略,该推迟的路由抉择是对传统路由方式的颠覆。基于此,提出一种适应无线信道不稳定性的机会路由机制,并在Linux操作系统上以内核加载的方式实现该机制。仿真结果表明,该机制能提高数据包的投递率,降低端到端时延,且其性能稳定,几乎不受无线信道变化的影响,更能够适应无线链路的不稳定性和不可预测性。     

基于网络编码的无线网络重传技术

为提高无线网络数据传输效率,减少数据包丢失重传次数,提出一种基于网络编码的丢包重传方法。将网络编码技术应用到无线网络重传过程中,当有数据包丢失时,发送方重传经过网络编码的组合数据包。根据解码规则,网络节点从组合数据包中恢复丢失的数据。理论分析和模拟实验结果表明,该方法能够有效减少重传数据包的次数,提升无线网络编码性能。     

基于网络编码的线性多跳网络最优功率分配

在瑞利衰落环境中,提出一种基于物理层网络编码的双向线性多跳网络最优功率分配方案。在系统中断概率一定的条件下,以最小化系统总功率为目标,利用凸优化理论获取各节点的分配功率。数值结果显示,该方案能得到各节点的最优发送功率,并且随着节点数目或者路径损失因子的增大,节省的系统总功率越多。     

802.11 DCF协议引入信道预约机制的必要性分析

论文对802.11 DCF协议引入信道预约机制的必要性问题进行了探讨.通过分析信道预约机制与隐藏/暴露终端问题之间的关系,提出一种比较隐藏终端和暴露终端出现概率大小的等效方法,并给出了相应的数值估算结果.理论分析结果验证了802.11 DCF协议引入信道预约机制的有效性.