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网络编码是一种新颖的网络传输技术,它从网络总体或系统性的角度出发,能有效解决最大流量、路由策略等问题。网络编码可以利用其在网络节点上对所要求传送的消息作适当的线性或非线性处理来改善网络的传输效率、可靠性、鲁棒性、安全性、节点能耗等性能,是有别于传统方法的一种新的思路,因而受到高度重视,成为当前网络信息论中一个重要的研究方向。无线Mesh网络技术与网络编码一样也是目前关注的重点问题之一。但是无线Mesh网络目前在支持广播、组播业务、对无线路由算法的支持、网络容量提高以及网络安全性方面还存在很多问题,在无线Mesh网络中引入网络编码技术不失为一种不错的解决方案。本文研究网络编码技术在无线Mesh网络中的应用,探讨网络编码对无线Mesh网络性能的增益。
本文首先介绍无线Mesh网络的基础知识,包括体系结构和路由协议两部分。接着阐述了网络编码的基本原理、模型和处理过程,介绍了几种网络编码编码的构造方式,并对网络编码在无线Mesh网络中的适用性进行分析。网络编码在无线Mesh网络中的应用研究,主要是将网络编码理论和无线Mesh技术的结合,探讨在无线Mesh网络中使用网络编码的可行性,并就其中的关键技术和基本理论进行分析,给出网络编码带来的无线Mesh网络性能的增益。在对网络编码的基本理论进行系统学习的基础上,本文对网络编码应用在无线Mesh网络中对系统性能的增益进行了研究,分别从提高网络容量、可靠性、安全性和简化路由算法四个方面进行探讨。本文还重点研究了一个无线单播网络编码协议COPE,并利用仿真工具NS-2对其进行仿真实现,分别在理想Mesh网络环境、随机拓扑的Mesh网络环境和链路丢包率不为零的Mesh网络环境下研究其对无线Mesh网络性能的增益。仿真结果表明COPE协议对无线Mesh网络端到端吞吐量略有提高,对端到端延时改善较为明显。
最后,论文就今后工作的发展方向提出了一些个人的观点。