无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案研究

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网络编码NC(Network Coding)技术是提升无线网络传输性能的有效途径之一。网络编码技术允许网络中间节点将接收到的数据包按一定规则进行编码再转发给下一级节点,网络编码可通过一次传输让多目的节点受益,有效提高吞吐量。无线网络的广播特性和无线网络传输媒介的特殊性,使得基于网络编码的无线网络重传应用具有重要意义。无线网络的有效传输对发送节点反馈信息具有一定的依赖性,反馈信息丢失将导致发送节点不能了解接收节点的真实接收状态,降低无线网络传输有效性。本文针对无线网络中不完美反馈下基于网络编码的传输方案展开研究。首先,针对单源单中继无线多播网络场景,提出不完美反馈下基于网络编码的重传方案NCIF(Retransmission Scheme based on Network Coding with Imperfect Feedback)。基于部分可观测马尔科夫决策过程理论,对不完美反馈下的重传过程进行建模。发送节点根据系统观测状态和最大置信度更新系统估计状态,根据数据包发送顺序,优先选择最早丢失且能够恢复最多丢包的编码包重传。目的节点缓存不可解编码包以提升编解码机会。重传过程中源节点关注目的节点请求包需求,相同情况优先选择传输可靠性较高的中继节点,提升传输有效性。仿真结果表明,在不完美反馈下相对于传统方案,本方案可有效提高重传效率。其次,针对不完美反馈下多源多中继无线多播网络重传问题,在相关研究基础上,提出不完美反馈下基于网络编码的重传方案。在源节点重传阶段,首先根据源节点反馈状态矩阵计算最大置信度,然后更新中继节点和目的节点的估计接收状态,源节点再根据估计接收状态重传在中继节点和目的节点同时丢失的数据包;中继调度恢复阶段,首先根据中继节点反馈状态矩阵计算最大置信度,然后更新目的节点估计接收状态,选择理论上能成功传输更多线性无关编码包的中继节点重传编码包。仿真结果表明,采用置信状态对目的节点的接收状态进行估计,可以有效的降低发送节点对反馈信息的依赖,提高重传有效性。
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