一种应用随机线性网络编码的无线广播重传方法

无线网络广播重传处理中,多个接收节点中的任意一个节点的丢包都要求源节点重传数据包,需要广播发送较多的重传次数.本文将随机线性网络编码技术应用在无线网络广播重传中,提出一种新颖的广播重传方法(RLNCBR).该方法中,源节点记录多个接收节点中丢包最多的接收节点丢包数,再按照随机线性网络编码的方法编码组合该丢包数个线性编码包;源节点广播重传;接收节点采用运算编码线性组合的方法获得信息包数据.数学分析表明,该方法能保证所有接收节点的编码可解性,同时重传次数可达到理论最优性;模拟测试结果表明:与传统重传方法相比,RLNCBR有效地减少了信息包的平均传输次数,提高了传输效率.     

一种低丢包率无线网络中基于网络编码的广播重传方法

重传是无线网络广播传输中实现错误处理的重要技术.普通重传方法通常逐一发送丢失包来进行错误处理,这种处理在丢包分散的低丢包率无线网络上重传次敷相当大.本文将网络编码减少无线传输信息量的特性应用在低丢包率无线网络广插重传中,提出一种基于网络编码的广播重传方法(BRANC).该方法按照丢失分布概率特点生成新的重传序列;采用基于多节点的网络编码方法进行丢失包组合实现重传.为达到更佳重传目的,进一步分析了编码组合包重传再丢失时的处理.数学分析表明,该方法能保证接收节点的编码可解性.同时重传次数可达到局部最优性;模拟测试结果表明:与普通重传方法相比,BRANC有效地减少了信息包的平均传输次数.提高了传输效率.     

基于网络编码的多节点无线广播重传策略研究

重传是无线网络广播实现错误处理的重要技术。将网络编码理论和无线网络重传技术的结合推广到了多个节点的情况,研究了多个节点情况下基于网络编码的重传组合策略,并运用该策略编码组合多个信息包发送,一次组合包重传操作可以实现原有策略多次操作的目的。模拟测试结果表明：与原有策略相比,该策略可以有效地减少信息包的传输次数,并且具备一定的可行性和有效性。     

基于滑动窗口的连续无线网络编码

根据无线单跳广播网络的特点,提出一种基于滑动窗口的网络编码方案——NCBSW,在待重传数据分组矩阵中设计一个按时间顺序滑动的编码窗口并在其中选择参与网络编码的分组,同时保证编码分组的可解性,从而减少数据分组的重传次数和传送时延。仿真分析结果表明：相对于NCWBR方案,NCBSW方案在数据分组的重传次数、传送时延和网络开销以及节点能耗等方面的性能更优。     

WSN中基于网络编码的最小广播重传算法

为了减少在无线传感网络中数据的重传次数,提高无线传感网的数据传输效率,提高服务质量,文中提出了一种网络编码的广播算法（WMBR）。在该算法中,依据网络接收节点的丢包情况,创建生成丢包的哈希表,选择并生成高效的重传数据包,然后对数据包再进行二次编码,通过这种方法有效地提高了重传效率。经过软件的仿真,结果表明：相比于普通重传方法及现有的算法而言,这种方法能够有效地降低数据包的重传次数,提高了无线传感网中数据通信的效率。     

无线网络中基于网络编码的重传机制

鉴于目前网络编码在单跳无线网络重传中的应用研究都是基于单发-多收场景的局限性,提出一种应用于多发-多收无线网络中的重传机制NCWRM。该重传机制中,网络节点既可以是发送方也可以是接收方,节点发送的数据包在直传和第一次重传中都失败后,第二次重传时广播发送由多个丢失数据包编码组合得到的编码包。多个接收方通过解码编码包得到丢失的数据包,从而实现一次重传获得多个丢失的数据包,可以有效提高重传效率。理论分析和仿真结果表明,NCWRM算法能够明显提高系统的饱和吞吐量,同时减小开销及丢包率。     

无线网络中基于网络编码的重传机制

鉴于目前网络编码在单跳无线网络重传中的应用研究都是基于单发-多收场景的局限性,提出一种应用于多发-多收无线网络中的重传机制NCWRM。该重传机制中,网络节点既可以是发送方也可以是接收方,节点发送的数据包在直传和第一次重传中都失败后,第二次重传时广播发送由多个丢失数据包编码组合得到的编码包。多个接收方通过解码编码包得到丢失的数据包,从而实现一次重传获得多个丢失的数据包,可以有效提高重传效率。理论分析和仿真结果表明,NCWRM算法能够明显提高系统的饱和吞吐量,同时减小开销及丢包率。     

基于非对称网络编码的无线多媒体广播重传算法*

现有的网络编码广播重传算法都没有考虑对长度不等的数据分组进行编码重传时的编码效率及相应的编码算法优化问题。为此,针对性地提出一种基于非对称网络编码的无线多媒体广播重传算法(wireless multimedia Broadcast Retransmission algorithm based on Asymmetric Network Coding,BRANC)。BRANC在编码包可解条件限定下将不等长的数据分组进行拼接,并自适应地选择数据分组进行编码,从而有效地减少重传次数。同时,BRANC增加标志位的数据分组分割方式减小了传输的控制开销。理论分析和仿真结果表明,BRANC算法较对称网络编码广播重传算法可以有效地提升网络性能。     

基于随机线性网络编码的改善无线网络广播能量效率的方法*

提出了一种应用网络编码技术改善无线网络广播能量效率的分布式完全编码广播策略（DAEBNC）,其核心思想是发送节点通过获得邻居节点记录数据的情况,应用随机线性网络编码选择多个源数据包生成编码组合包,依次发送;接收节点使用线性运算解码编码包获得源数据包。理论分析表明,该方法编码包在所有接收节点具有可解性,有效地减少了数据广播次数。仿真结果证实,与普通泛洪方法相比,DAEBNC可以有效地提高能量利用效率,改善无线网络性能。     

基于线性网络编码重传算法的MATLAB仿真分析

近年来,网络编码技术理论飞速发展,为提高无线网络传输的吞吐率和可靠性提供了新的启发点。首先介绍了网络编码理论的发展现状和线性网络编码理论,然后构建了无线网络重传模型,对原有的网络编码无线广播重传(NCWBR)算法和改进型网络编码无线广播重传(ENCWBR)算法进行了MATLAB仿真,证明了ENCWBR算法在高丢包率的条件下确实可以很好地控制重传次数。     

多中继协作无线网络中基于随机线性网络编码的调度方案

为进一步提升多中继协作无线网络传输效率,本文提出一种基于随机线性网络编码的动态规划方案,以最小化重传次数为目标,综合考虑各中继节点的有效信息与链路传输可靠性,实现多中继协同转发,以提升传输有效性。在各转发链路相互独立的情况下,针对整个传输过程,自适应地选取状态转移路径,确定最优转发节点。仿真结果表明,本方案相比随机调度机制能显著提升平均吞吐量,减少重传次数。在降低对反馈信息依赖和减少反馈开销的同时,其性能皆逼近完全反馈下基于贪心算法的调度机制。     

面向低功耗无线传感器网络的动态重传算法

由于信道通信质量具有时变性,为了保障数据传送具备高可靠性,需要在低功耗传输网络中加入能量利用率更高的重传机制。低功耗无线传感器网络对数据实时性的要求不高,但整体能量有限,因此重传的时机及重传的有效性显得额外重要。在静态发送队列的基础上,提出一种可靠且稳定的动态重传算法。随机出现丢包的节点利用自身产生的随机数作为序列,将其添加到重传队列中。 该算法利用随机生成发送时机的方式避免随机出现的通信不佳的情况 。 实践表明,动态重传算法在降低能耗的同时,能够提高数据传送的成功率。     

基于匹配理论的无线广播编码重传算法

针对成批数据在无线广播过程中发生丢包后的重传策略,利用网络编码技术,研究尽可能多地减少重传次数的方法.首先通过矩阵及向量的运算给出了待重传数据满足编码条件的代数表达形式,再根据关联矩阵构造相应的图,最后通过图论中的最佳匹配理论给出了一种寻找编码机会的优化算法.此算法中不但能够找出最多的两两编码机会,而且还考虑了将尽可能多的数据包编在一起的可能性,从而尽可能地减少了重传次数,实现了编码的优化,有效提高了网络带宽效率和吞吐量.     

低轨卫星网络中的防窃听网络编码研究

针对低轨卫星网络中传输容量低、数据易被窃听等特点,构造一种适合于低轨卫星网络的防窃听网络编码方案。该方案中,信源、信宿卫星利用LFSR分别生成加密矩阵和解密矩阵对数据进行加密,中节卫星对收到的数据进行编码并转发。结果表明该网络编码方案在低轨卫星网络中能够达到弱安全,同时提高网络容量的利用率。     

Symbol-level reliable broadcasting of sensitive data in error-prone wireless networks

Reliable packet transmission over error-prone wireless networks has received a lot of attention from the research community. In this paper, instead of using simple packet retransmissions to provide reliability, we consider a novel retransmission approach, which is based on the importance of bits (symbols). We study the problem of maximizing the total gain in the case of partial data delivery in error-prone wireless networks, in which each set of bits (called symbols) has a different weight. We first address the case of one-hop single packet transmission, and prove that the optimal solution that maximizes the total gain has a round-robin symbol transmission pattern. Then, we extend our solution to the case of multiple packets. We also enhance the expected gain using random linear network coding. Our simulation results show that our proposed multiple packets transmission mechanism can increase the gain up to 60%, compared to that of a simple retransmission. Moreover, our network coding scheme enhances the expected total gain up to 15%, compared to our non-coding mechanism.     

基于混沌序列的双重加密安全网络编码方案设计

针对当前对抗全局窃听的网络编码方案计算量大、占用带宽大、安全性不高等问题,提出一种基于混沌序列的双重加密方案。首先,利用密钥对传输数据的最后一维进行加密,加密时用数据本身扰动混沌序列;然后,用另一密钥和随机数密钥生成编码系数矩阵,此时用m序列对混沌序列进行扰动;最后,用得到的编码系数矩阵对未加密消息和加密消息进行线性组合,实现对抗全局窃听。由于编码系数矩阵是由密钥生成的,不需要在信道中传输编码系数,相对于实体网络编码（SPOC）方案,所提方案节省了网络中对编码系数传输的带宽开销。分析和实验结果表明,该方案提高了网络的安全性能,对唯密文攻击和已知明文攻击都能起到作用,并且提高了传输效率,算法复杂度适中。     

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.     

高效自适应的抗污染攻击网络编码传输方案

本文主要研究网络编码在抗污染攻击中的应用,针对中间节点对收到的所有编码包进行验证浪费网络资源和目的节点解码速率慢等问题,提出一种高效自适应的抗污染攻击网络编码传输方案-EANC(Efficient and Adaptive Network Coding transmission scheme against pollution attack)。EANC方案在数据分组编码阶段,利用按照网络编码的时间和空间特性构造的线性子空间签名方案准确地验证数据分组是否被污染从而有效控制污染数据分组的传播,并且能使中间节点调节验证步骤使之自适应于当前网络的污染程度,从而提高验证效率;在目的节点解码阶段,EANC方案利用目的节点重传恢复机制降低解码恢复时延。仿真结果表明,EANC方案能够减少子空间的签名长度并且降低目的节点解码恢复的平均时延。