论文部分内容阅读
无线通信技术的飞速发展,让人类进入了一个全新的无线信息时代。无线自组网以其无须基础设施支持、具有自主配置和自主修复等特性,不仅在军用领域得到广泛研究,在民用领域也得到了长足发展。尤其是近些年来,迅速发展起来的无线Mesh网和无线传感器网等新型网络,更让人们看到了这种无线多跳网络在实际应用中所拥有的巨大优势和潜力。网络编码理论作为二十一世纪通信领域中最热门的研究方向之一,颠覆了传统网络中间节点上“存储-转发”中继传输的思维定式,使得中间节点的计算能力得到充分发挥,给网络带来了各方面性能的飞跃。将网络编码应用到无线网络中,更是给无线网络中很多棘手问题提供了新的解决方案,带来了诸如提升网络吞吐量、减少传输延迟、优化无线传输功耗和提高安全性等等性能的改善。在经典的无线路由基础之上,很多新颖的以提高无线传输效率为目的无线路由判据和路由方法被提出,进一步改善了无线网络的信息传输环境。伴随网络编码技术的发展,各种基于网络编码的路由技术也纷纷出现,相比于简单地被动使用网络编码技术,编码感知的路由机制能够给网络传输带来了更多的编码机会,从而获取更高的数据吞吐量。本文在前人工作基础之上,从以下两个方面进行研究和开拓:路由无关的网络编码策略能够基于“机会”对网络中的数据进行编码发送。在无线多跳网络环境中,本文提出了路由无关多跳网络编码的通用编码规则,考察编码带来的性能增长,研究多跳网络编码中带来新的问题,并分析多跳网络编码引入的开销。无线多跳网络中的流量分布会影响网络编码的实际性能,分析典型应用场景中的网络流量特性,抽象网络流量因子,并定性分析流量因子与编码增益之间的关系。同时,通过网络流的线性分析,得出引入多跳网络编码后网络中信息传输的限制条件。最后,通过对比仿真实验,分析网络中不同流量模式对多跳网络编码增益的影响。基于网络编码的路由技术注重对网络中编码结构的感知,让路由策略寻找能够产生更多编码机会的路径。本文在此基础上进一步提出基于网络编码的流量感知路由协议,该协议在AODV路由协议基础上改进完成,主要思想是当网络中新加入数据流时,探测网络中已有流量的分布,权衡编码机会和无线干扰,选择合适的路径,进一步增大网络吞吐量。另外,在路由维护阶段,检测网络流变化,动态调整编码策略。最后,使用网络仿真器ns-3完成仿真实验,并对仿真结果进行分析。