基于网络编码的无线物联网多中继协作切换机制漫谈

随着无线物联网的发展,如何提高其性能速度成为一道难题,而网络编码的出现,正是应了这种需要,明显的提高了无线物联网的性能,受到了许多人的关注与研究。区别于有线网络,无线网络拥有共享信道与信道的时变性,所以为了充分发挥无线物联网的作用,必须提高无线信道的安全性,如今也有一些提升信道可靠性的技术,像中继技术, ARQ技术等。从网络编码技术中还发展出一些有特殊针对性的技术,比如抗搭线窃听的网络编码技术,网络纠错码技术等都在网络安全领域的展开相当的研究。基于网络编码的中继传输技术,可以大大提高系统的可靠性与实效性。本文就基于网络编码的物联网多中继切换机制进行漫谈,介绍一下网络编码的无线传输技术,针对物联网中的比如多中继,多路径的情况与物联网中的网络构造多跳切换场景等等,提出一些可能。     

网络编码在无线中继网络中的应用研究

介绍网络编码在无线中继网络中应用的研究进展,指出其2个典型应用场景是双向对传网络和组播重传网络。阐述研究中需要解决的关键问题：(1)设计具体的实现协议;(2)在实际网络条件下,采用网络编码后的网络容量及可达该容量的传输策略;(3)针对物理层网络编码,从混合信号中分离出需要的信号。此外,展望该应用的发展趋势。     

无线协作通信的网络编码-增量中继机制

针对以往的网络编码应用于无线通信系统中都是采用固定的中继转发方式,提出了一种新的协作机制：网络编码—增量中继。该方案的中继节点根据两用户直传路径的发送情况来决定是否需要转发：即当两用户发送数据的直传路径都成功或都发送失败时,中继节点不转发数据;当两用户发送数据的直传路径有一个成功、一个失败时,中继节点转发经过网络编码后的数据。经过仿真表明,采用该协作机制,在不影响系统性能的情况下大大节约了时隙、功率、带宽资源。     

基于网络编码的协作中继技术

为提高协作中继中网络编码的性能,提出了一种软网络编码-软估计转发( SNC- SEF)的改进方案.在中继节点中对接收到的多路信息依次进行软输入软输出的信道编码、网络编码以及最为重要的基于最大似然准则推导的软符号调制的操作.该方案在最大限度地保留了软信息的同时可以获得解码增益.仿真实验结果表明,SNC-SEF方案相比传统的网络编码-解码转发(NC-DF)方案有明显的系统增益.     

无线协作网络的物理层网络编码研究进展

随着网络编码技术的发展和对干扰无线信 道的研究,提出了无线多源信息的物理层网络编码,它能够有效融合干扰并提高无线网 络的频谱效率。本文从物理层网络编码的研究背景和研究进展介绍了无线协作网络的物理层 网络编码。本文从几种中继技术入手,针对多源中继系统,介绍了典型模拟网络编码 和数字网络编码的特征和性能,同时也给出了作者的部分工作。本文对中继通信和无线 网络编码的研究有一定参考价值。     

无线传感器网络中的扩展编码协作方法

为了在达到高码率的同时降低译码复杂度,提出了一种新的基于无线传感器网络的扩展空时编码协作方法,其构造原理是对OAC编码中的每一个参数插入Alamouti编码。通过实验仿真了该方法与原有方法之间的性能对比,以及不同协作节点数与系统性能之间的关系。仿真结果表明,在协作节点为4时,所提出的编码方法相比OAC编码和Toeplitz编码,其误符号率下降幅度为62%~90%,在协作节点数为8时,其误符号率下降幅度为42%~71%,并且随着协作节点数的增加系统性能得到提升。     

基于物理层网络编码的无线网络路由协议

传统路由协议的设计都是尽量减少或避免信号传输的互相干扰,无法发挥物理层网络编码的优势,导致网络吞吐量不能得到提升.为此,提出一种基于物理层网络编码的无线网络路由协议,通过网络层与物理层的跨层协作增强节点的交互能力.仿真实验表明,与无编码、直接转发的网络编码策略相比,该协议分别能提高50％和28％的网络吞吐量.     

缓冲辅助中继网络中的缓冲资源分配方法

随着通信技术和智能终端的发展,移动内容消费出现了明显的增长。人们随时随地享受无线网络带来的多媒体娱乐体验的同时,也给蜂窝网络带来了巨大的压力,尤其是热门视频的重复传输,浪费了网络资源。预存储技术被认为是解决这类问题的有效方法。它是在非高峰时段,将热门视频等预先存储在网络边缘,以缓解高峰时段网络流量的压力。为了给用户提供更好的内容传输效率,预存储技术中基于缓冲辅助的中继网络被提出。由于中继结点缓冲空间有限,当其需要服务多个用户时,有必要对中继结点的缓冲资源进行优化分配。基于此,本文提出了一种中继结点的缓冲资源分配方法。首先,根据中继结点数据到达模型和数据处理模型,以及中继结点能忍受的缓冲区溢出概率,得到中继结点可以贡献出的最大缓冲区比例;接着,根据用户的数据到达模型和数据服务模型,给出用户缓冲区溢出概率与缓冲区比例关系的表达式;然后,建立优化问题,以最小化网络中所有用户缓冲区溢出概率和为目标,给出最优的缓冲区分配方法;最后,仿真结果证实了本文提出的方法比均匀分配法能获得更小的用户缓冲区溢出概率和。     

蜂窝小区内基于网络编码技术的中继协作传输机制研究*

针对中继协作传输机制在蜂窝小区内应用的问题,基于物理层网络编码(physical network coding, PNC)的调制/解调方式,提出一种中继-物理层网络编码(relay-physical network coding,R-PNC)的中继协作传输机制.通过将网络编码-解码转发(networ coding-de...     

基于协作通信技术的无线非再生中继组播网络中的功率最优分配

针对无线非再生中继网络中多播协作通信系统的节点功率最优分配问题,提出了一种新的基于多用户协作分集协议(multi-user diversity-cooperative protocol)的MDPTS(multi-user diversity-cooperative protocol transmission scheme)传输方案.在总功率一定时,利用分集复用增益的权衡对系统的性能进行了分析.在此基础上以系统误帧率最小为目标,提出了发射端和中继器间的功率优化分配方案,在信噪比足够大的条件下,以误帧率下界为目标函数,通过拉格朗日法求得系统的功率分配最优解.仿真结果表明,与采用传统传输方案的网络相比,采用MDPTS传输方案的网络具有更高的分集增益和复用增益上限,因此系统性能也更好.     

基于协作通信技术的无线再生中继网络中的功率最优分配

针对无线再生中继网络的系统性能与系统误帧率、中断概率等有关问题,以协作通信技术中的多用户协作分集协议MDP(Multi-user Diversity-cooperative Protocol)为基础,设计了新型的MDPTS(Multi-user Diversity-cooperative Protocol Transmission Scheme)传输方案,优化了信号传输过程,提升了信号传输效率与网络吞吐量。在此基础上以系统误帧率最小为目标,提出了在发射端和中继器间的功率分配方案,以误帧率下届为目标函数,通过拉格朗日法求得系统的功率分配最优解。仿真结果表明,与采用传统传输方案的网络相比,采用MDPTS传输方案的网络具有更高的分集增益和复用增益,因此系统性能也更好。     

无线Ad Hoc网络中QoS感知的跨层资源分配算法

在分析无线Ad Hoc网络资源分配模型的基础上,提出一种QoS感知的跨层资源分配算法CL-QARA (cross layer QoS aware resource allocation).其主要思想是,引入价格作为资源分配的度量指标,以QoS带宽需求为参数,将网络层的动态资源分配信息与MAC层CSMA/CA接入机制相结合,以改进MAC层的冲突退避算法.设计了改进的退避算法和呼叫接入控制算法,以实现MAC层与网络层的跨层技术.通过QoS感知的资源分配算法和跨层技术协同工作,为QoS服务提供了业务保障.仿真结果表明,CL-QARA算法具有良好的收敛性和稳定性.与其他算法相比,CL-QARA能够有效地提供QoS保证,提高了网络的效用和性能.     

网络编码在无线Mesh网中的应用综述

网络编码是近年来通信领域的一种新的技术.网络编码允许中间节点将接收到的信息进行编码并发送出去,提高了网络吞吐量、健壮性等.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.文中简要介绍网络编码的基本原理和线性网络编码,总结了网络编码在无线Mesh网中的最新研究进展,评述了网络编码对无线Mesh网通信性能的影响,包括提高网络吞吐量、健壮性和安全性,最后对其发展趋势进行了展望.     

无线网络中网络编码子图优化问题的研究

文中主要针对存在链路时延且节点缓存受限的无线网络来考虑网络编码子图优化问题。提出所研究问题的连续时间模型,进而又推导出离散时间模型。为简化所研究问题,引入时间扩展网络拓扑模型,基于该模型提出网络编码子图分布式优化算法,并通过仿真评估节点缓存大小对系统性能的影响。仿真结果表明,节点缓存越长,最优子图的总能耗越少。最后,对比网络编码技术和路由技术对系统性能的影响,仿真结果表明有网络编码的系统性能优于传统的无网络编码系统。     

无线网络中基于网络编码的自适应计时控制

将计时控制机制引入网络编码从而进一步提升它的性能。经研究发现当网络带宽充足的时候,通过等待额外的可执行网络编码的数据将增加编码数目,而同时引入的额外延迟不对系统吞吐量造成影响;当网络带宽不足时,系统延迟和吞吐量都将受到影响。提出了一种能量高效的自适应计时控制机制(adaptive energy-efficient timing control in wireless networks with network coding,AEETC)。该机制通过基于网络流量的情况自动调节自身行为来增加网络编码数量,从而减少能量的消耗。实验结果表明在网络负载较轻的条件下AEETC可以显著增加网络编码的数量,同时在端到端延迟、系统吞吐量和成功编码数量等指标上有很好的性能。     

基于网络编码的无线网络容量分析

无线网络容量一直是无线网络领域的研究热点,而网络编码通过赋予中间节点对接收数据包进行编码、组合的能力,可以有效提高网络容量,达到最大流—最小割定理确定的理论上限.本文在Gupta和Kumar提出的信号干扰噪声比模型基础上,首先分析网络节点均匀分布时发送节点与目的节点进行多跳传输的无线网络容量计算方法;接着推导出了基于网络编码的无线网络容量计算公式,并利用MATLAB中求解线性规划问题的函数linprog()求解网络最大流及各链路流量,以此求出无线网络容量上界.通过对无线网络容量上界进行MATLAB仿真,得到如下结论:无线网络容量上界随节点数量的增加呈现先增加后减少的趋势;且当节点数量趋于无穷大时,网络容量趋于零;与传统的存储转发模式相比,采用网络编码有利于提高网络容量.     

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.