论文部分内容阅读
兼有基础模式无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Networks)单跳传输和移动Ad Hoc网络(MANET,Mobile Ad Hoc Network)多跳路由优点的无线Mesh网络(WMN,Wireless MeshNetwork)是一种具有网状拓扑结构的分布式网络,已经成为下一代无线网络的关键组成部分,具有广阔的应用前景。与此同时,无线网络与网络编码技术的结合已经受到越来越多研究者的关注,网络编码能够为无线网络带来更高的吞吐量、可靠性、传输效率和更低的端到端延迟。
本论文利用网络编码技术,针对无线Mesh网络中的单跳传输和多跳路由中的问题,提出了单跳编码传输框架和编码感知路由协议,以解决无线Mesh网络中传输效率、公平性、可靠性等问题。
针对无线Mesh网络中的单跳传输问题,本论文研究网络编码在无线基站与移动节点间的单跳数据传输中的应用,根据网络编码和无线广橘传输的特点,提出了基于网络编码的信息交换编码传输策略和编码组传输策略。信息交换编码传输策略实现了经典的基于网络编码的信息交换方式,提出了信息交换编码传输策略下的数据传输算法。在编码组传输策略下,根据传输是否具有反馈信息和不同的反馈信息处理方法,分别提出了基于广播的编码组传输算法、基于即时重传的编码组传输算法和基于最小重传的编码组传输算法。同时,本论文结合数据调度控制策略、信息交换编码传输策略和编码组传输策略,设计了一种基丁网络编码的新型单跳传输框架。该框架依靠数据调度控制策略得到数据,递交给基站的传输模块发送数据。移动节点端接收数据,根据传输算法作相应处理。
针对无线Mesh网络中的多跳路由问题,本论文分析了网络编码路由和无线传输冲突之间的关系。考虑到网络编码会在一定程度上造成数据流之间的冲突,本论文权衡了传输冲突降低传输性能和网络编码提高网络传输效率之间的关系,分别提出了冲突代价和编码收益的概念,并结合以上两点,设计了冲突优化和编码感知路由判据,希望通过改变现有的路由策略,主动的创造网络编码机会,以提高网络传输性能。与此同时,该路由判据在使路由选择能够尽量创造编码机会的同时,也优化了无线传输冲突。最后,根据该路由判据和其性质,提出了按需冲突优化和编码感知路由协议,并详细阐述了设计编码感知路由需要注意的问题和关键技术,包括控制报文设计、节点信息维护、路由发现、路由建立和路由维护等。
本论文通过仿真实验分别对所提出的算法进行了分析和验证。在基于网络编码的新型单跳传输框架下能减少无线重传次数,提高无线传输质量,并能在某些无线链路突发出错情况下,保持系绩整体吞吐量的稳定性;在NS2仿真平台上实现冲突优化和编码感知路由协议,分析系统吞吐量、平均端到端延迟和平均递交率三方面的性能。
最后,对论文进行了总结,指出了不足以及将来的研究方向。