移动IP中基于网络编码的单跳传输技术的研究与实现

在基站与移动节点的单跳传输中,引入了网络编码的传输思想.在此基础上,提出了编码组的概念,并描述了以编码组为控制单元的传输模型.在该模型基础上,引入了网络编码和嵌套网络编码2种编码组传输方式,并通过对2种编码组传输方式的分析,提出了编码组传输控制算法及其改进算法.最后通过仿真实验表明,与传统单播传输相比,编码组传输模型确实可以提高无线网络传输的正确率,降低无线网路的重传率,提高移动IP的整体性能.     

认知无线Ad Hoc网络单跳传输容量的研究

研究了认知无线电AdHoc网络的单跳传输能力,该网络与主用户网络工作在同一地理区域和共享同一频谱。主用户网络具有更高的优先级访问认知用户网络频谱,认知网络需要控制其发射机密度以限制对主用户干扰。认知、主用户节点位置假设服从泊松点分布,推导了认知、主用户网络单跳传输容量,最后进行了仿真验证其正确性。仿真结果表明:主用户网络传输容量随主用户中断概率增加而增加,随增量中断概率的增加而降低。认知用户网络传输容量仅由次用户中断概率参数决定。     

基于网络编码的无线路由技术研究进展

网络编码是近年来通信领域所取得的重大进展之一,其核心思想是网络节点对于接收的分组不是采取的传统的存储-转发的简单路由方式,而是存储-编码处理-转发的方式。网络编码已被证明是改善无线网络性能特别是吞吐量性能方面的下一代关键技术之一,特别适合战场环境下广播和组播信息的高效传输。本文综述了近年来基于网络编码的无线路由技术的相关研究进展,分析了现有研究的局限性与不足,并对下一步研究方向进行了展望。     

网络编码在无线Mesh网络中的研究与实现

Mesh网络沿用了Ad Hoc网络中的路由协议,但Mesh网络节点移动性高,路径的生存周期短,根据无线Mesh网络自身的动态特点进行路由协议的优化成为了研究的热点。COPE编码方案是针对Mesh网络中的单播特性提出的一种新的机会网络编码机制,能够提高网络的吞吐量。通过NS2仿真平台对AODV路由协议添加COPE网络编码方案,仿真结果表明在不同网络条件下,AODV和COPE的结合增加了无线节点的编码机会,使网络的吞吐量得到了有效的提高。     

基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法研究

随着高清视频直播、虚拟现实等高速率业务不断兴起,单一的网络很难满足用户的业务需求。利用多种异构链路实现并发传输,可以有效聚合带宽资源,提高服务质量。但是,在异构无线网络中,由于链路状况复杂多变,多条链路质量不一,现有的多路径并发传输算法并不能自适应地根据复杂的网络状况做出最优的决策。该文提出了一种自适应网络编码的多路径并发传输控制算法,引入Asynchronous Advantage Actor-Critic(A3C)强化学习,通过自适应的网络编码,根据当前网络状况智能地选择编码分组大小和冗余大小,从而解决数据包的乱序问题。仿真结果表明,该算法能够提高10%左右的传输速率,提升了用户体验。     

无线传感器网络中基于最优转发集的协作式编码传输协议

针对当前大多数据传输协议没有充分利用无线信道的广播特性这一问题,本文提出了基于网络编码的机会路由协议NCOR（Network Coding based Opportunistic Routing protocol）.首先,通过分析网络端到端传输代价,本文提出了最优转发集构造机制以最小化传输代价.此后,NCOR在转发集内执行节点协作式编码传输以保证传输可靠性.最后,理论分析了NCOR的传输可靠性结论.仿真实验表明NCOR可适用于不同的链路环境,且在保证可靠传输的同时,大幅降低了网络能耗.     

无线Mesh网络中网络编码的文件共享模型

网络编码的基本思想是网络节点不仅参与数据转发,还参与数据处理,可大幅提高网络性能。传统文件传输系统存在文件分发时间的\"瓶颈\"问题,为此,提出一种在无线Mesh网络中网络编码的简化文件共享模型,采用理论分析和实验仿真的方法,研究节点间的4种合作机制。结果表明,在总分发时间上,基于网络编码转发机制比无网络编码的转发机制平均减少11.67%,显著地降低了文件传输系统的分发时间,从而提高了网络的吞吐量。     

基于机会式网络编码的高效广播传输算法

为了提高无线网络广播传输的效率,针对单跳无线网络提出了采用编码方法的广播传输算法。在传统的无线广播传输模型的基础上,分别实现了基于机会式网络编码的单组合分组广播传输算法和多组合分组广播传输算法。它们采用不同的策略选择多个丢失分组编码组合成重传分组,并通过从编码组合数据分组中恢复丢失分组的方式来提高广播传输的吞吐量。仿真结果表明,新算法在不同无线信道传输模型下相比已有的算法有效地降低了广播传输所需的传输带宽。     

基于时空多样性编码的低轮值无线传感器网络可靠传输算法

提出了适用于低轮值无线传感器网络的可靠传输算法,主要特点是发掘并利用低轮值无线传感器网络特有的时空相关性,结合编码机制以获得较高的能量效率和较低的传输时延。针对编码块在多条路径上的最优分配问题进行了建模。由于求解最优策略是NP难题,给出了近似算法,并通过仿真分析了不同参数对近似算法的影响。仿真结果表明,基于时空多样性编码的分配算法能够在较低的能量开销条件下,实现低时延的可靠传输。     

网络编码理论与研究方向

最大流最小割的理论决定了网络的最大吞吐量,网络编码可以使这一理论在单源多播方式的网络环境下得以实现。本文就网络编码的概念进行了详细说明,并介绍了这个新兴技术的优点和不足之处,以及它未来的研究方向。     

基于网络编码的水下传感器可靠传输技术

网络编码技术可以极大的提高网络的吞吐量,同时能提高网络的鲁棒性。为了提高水下传感器网络数据传输的可靠性,利用网络编码对消息的备份性进行能量收集。该方案节省了电池能量,提高水下传感器节点的生存周期。     

基于网络编码的无线网络多流问题研究

多流问题研究多对源、宿节点之间所能达到的最大吞吐。在无线网络中,解决该问题的关键在于量化无线干扰。由于网络编码能够在一定程度上克服无线干扰的影响,因此通过使用超边来描述编码发送,并构造关于超边的冲突图,可以实现对网络编码条件下无线干扰（以协议干扰模型为例）的量化,进而解决网络编码条件下的多流问题。此外,针对在超边冲突图中搜集所有极大独立集的NP难问题,提出了一种实用的搜集算法,并给出了相关的数字结果。     

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.     

联合网络编码和叠加编码的协作发射策略

提出一种联合网络编码和叠加编码的协作发射策略。对传统的解码转发中继采用网络编码可以提高频谱效率,这是因为放宽了不同数据流之间的正交约束并且可通过预编码/波束形成技术减轻由此带来的干扰。与基于信道状态信息获得近似最优性能但计算繁重的波束形成策略相比,提出利用叠加编码思想确定网络预编码处理向量,该方法无需发射端预知CSI因而大大减小了计算复杂度。理论分析和仿真结果同时表明,所提策略可获得与基于CSI近似最优的线性网络预编码和脏纸网络预编码策略极为相近的性能。     

单跳节点间传输距离对无线传感器网络性能影响的评估

在无线传感器网络中对传输距离与传输能量及传输速率的关系进行了研究。传统的工作对该关系的认识并不准确,而这是考虑网络各性能指标的基础。首先介绍了实验所用到的无线传感器网络节点,实验的环境及实验的设计;然后通过实验测量得到在不同传输距离上的报文丢失率,并对其进行拟合得到传输距离与报文丢失率的关系;最后在该关系的基础上考虑了报文的重传,进一步研究了传输距离对传输能量及传输速率的影响。主要贡献是在Imote2型节点平台上定量地给出了单跳节点间传输距离对无线传感器网络性能影响的评估。     

Relay algorithm based on network coding in wireless local network

The network coding is a new technology in the field of information in 21st century. It could enhance the network throughput and save the energy consumption, and is mainly based on the single transmission rate. However, with the development of wireless network and equipment, wireless local network MAC protocols have already supported the multi-rate transmission. This paper investigates the optimal relay selection problem based on network coding. Firstly, the problem is formulated as an optimization problem. Moreover, a relay algorithm based on network coding is proposed and the transmission time gain of our algorithm over the traditional relay algorithm is analyzed. Lastly, we compare total transmission time and the energy consumption of our proposed algorithm, Network Coding with Relay Assistance (NCRA), Transmission Request (TR), and the Direct Transmission (DT) without relay algorithm by adopting IEEE 802.11b. The simulation results demonstrate that our algorithm that improves the coding opportunity by the cooperation of the relay nodes leads to the transmission time decrease of up to 17% over the traditional relay algorithms.     

无线mesh网络中编码感知且负载均衡的组播路由

提出一种新的基于网络编码的负载均衡路由量度CRM-LB(coding-aware routing metric with load balancing),CRM-LB在CRM(coding-aware routing metric)的基础上增加了对路径p上所有节点通信密集程度与网络拥塞程度的考虑。进一步提出了基于CRM-LB的无线mesh网络多播路由CLR(coding and load-balancing routing)。该协议可以增加网络编码机会,同时考虑到网络中的负载均衡。通过性能分析和仿真实验表明,该协议在提高多播吞吐量的前提下,不仅能更好地支持网络编码,而且网络负载基本均衡。     

A framework of data caching for improving decoding efficiency of opportunistic network coding

Throughput performance of wireless networks can be enhanced by applying network coding (NC) technique based on opportunistic listening. The packets sent or overheard by a network node should be locally cached for the purpose of possible future decoding. How to manage the cache to reduce the overhead incurred in performing NC and, meanwhile, exploit performance gain is an interesting issue that has not been deeply investigated. In this paper, we present a framework for packet caching policy in multihop wireless networks, aiming at improving decoding efficiency, and thus throughput gain of NC. We formulate the caching policy design as an optimization problem for maximizing decoding utility and derive a set of optimization rules. We propose a distributed network coding caching policy (NCP), which can be readily incorporated into various existing NC architectures to improve NC performance gain. We theoretically analyze the performance improvement of NCP over completely opportunistic NC (COPE). In addition, we use simulation experiments based on ns‐2 to evaluate the performance of NCP. Numerical results validate our analytical model and show that NCP can effectively improve the performance gain of NC compared with COPE. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种新的基于网络编码的碰撞解决算法

文中提出一种叫做网络编码树算法的新的碰撞解决算法,该算法在树算法的基础上结合了网络编码技术.树算法没有充分利用碰撞的数据包,对于碰撞数据包的处理往往采用丢弃的方式.通过引入网络编码技术,可以利用碰撞的数据包带来的信息,从而提高树算法的效率和性能.通过仿真,将网络编码分裂树算法与现有的其他碰撞解决算法进行了性能比较,证实网络编码树算法大幅度地提高网络的吞吐量并降低了平均延时.