无线Mesh网络中基于编码机会路由的传输技术研究

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编码机会路由(NCOR)结合了机会路由(OR)与网络编码(NC)的优势,利用多径传输与网络编码技术缓解了无线链路丢包率高的问题,是提高无线Mesh网络吞吐率和可靠性的传输方案。由于编码机会路由依赖广播信道接入,在网络负载较高条件下隐藏节点问题愈发突出,一味增加节点的发送速率反而导致有效吞吐率下降。针对以上问题,本文对编码机会路由的应用场景进行了建模分析,并提出一种基于转发配额的优化方案。  首先提出了适用于802.11协议的广播信道竞争分析模型,通过Markov链建模的方法研究多个节点竞争网络带宽的规律,得出节点在饱和条件下保证一比一的公平性,在不饱和条件下能够满足实际带宽的结论。同时针对无线Mesh网络中存在的隐藏节点问题,分析了隐藏节点发送速率与分组冲突率的关系。  基于以上分析,提出了一种基于无线信道有效容量约束与NCOR流量约束的非线性的吞吐率最优化模型,给出了求解转发配额分配的方法,并加入速率控制机制,共同构成了优化后的编码机会路由协议OC-NCOR,从全局角度出发平衡各节点的实际发送速率和各个链路的投递成功率。  最后在NS2.34上模拟实现了OC-NCOR协议。具体研究了协议实现的若干细节,包括报文头部格式、关键控制流程、本地缓存结构以及编码解码算法。实验结果验证了OC-NCOR的有效性,表明OC-NCOR能够有效地提高吞吐率和减少转发次数。  本文提出的OC-NCOR较好的考虑了信道容量约束问题和隐藏节点问题,能够有效的降低传输成本,提高吞吐率,对于编码机会路由实际应用于无线Mesh网络具有较好的借鉴意义。
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