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可靠性是衡量无线网络性能的重要指标之一。近年来,随着无线网络技术的日渐成熟及对传输质量要求的不断提高,如何保证无线链路的可靠性和安全性、提高现有无线网络资源的利用率己成为当今无线网络通信研究的重要课题之一。
网络编码理论是由Ahlswede等人于2000年提出的一种网络数据传输方式。它融合了编码和路由的概念,通过允许中间节点对来自不同链路的信息进行编码组合使得网络节点既实现路由功能又实现编码功能。在这种全新的体系结构下,网络性能可以达到最大流传输的理论极限,同时又改善了网络均衡负载,提高了数据传输的可靠性和网络的安全性。由于无线网络在信息传输的过程中容易受周围环境的影响,且无线信道本身存在的多径衰落特性,使得信息传输的过程中存在不可靠性;然而无线网络又具有广播传输的特性,这非常适合网络编码的应用。本文正是以提高无线传输中的网络可靠性为目标,研究了基于网络编码的无确认可靠性传输方案和基于网络编码的无线广播重传方案的时延性能。
针对无线传输具有较高的重传率和较大时延的问题,提出了基于网络编码的免确认单路径无线传输策略。该策略中,改进了源节点中数据包的编码方法,使之能实时解码;特别是引入了网络编码使得中继节点能够对接收到的数据包进行编码后,大大的提高了传输的效率。通过理论分析和模拟实验都表明了,该传输策略不但提高了传输的吞吐量、路径的可靠性,同时减少了网络的时延。同时,由于传统无线广播重传策略信道占用率较高、重传次数较多的问题,对基于网络编码的广播重传策略进行分析。文中利用了M/G/1排队模型,从时延角度对该算法的性能进行定量分析。通过模拟测试结果表明,与逐个重传的传统策略相比,应用网络编码的策略能有效地减少数据包的平均传输次数,提高了重传效率,缩短了网络时延。
本文关于基于网络编码的无线网络可靠性的研究将为网络编码技术在实际无线传输环境中的应用提供良好的理论基础。