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网络编码技术以其能大幅度改善网络性能而受到业界研究人员的广泛关注。无线网络编码技术COPE是首次面向无线单播通信模式下的网络编码方案。与已有的几种网络编码方案相比,COPE首次将网络编码思想与无线网络相结合,充分利用无线网络中节点的广播特性,将编码过程由复杂的矩阵运算简化为单纯的异或运算,从而有效地降低了算法复杂度。原有的COPE方案的实现是基于试验床环境,由于试验床方法存在着成本过高、可移植性差且规模受限等局限性,因此,不适用于科研。
本文基于成本、环境、人工等种种因素上的考虑,采用目前受到学术界广泛认可的网络模拟软件NS2,将无线网络编码方案COPE在此基础上进行模拟实现。本文选取无线自组网中典型的路由协议AODV作为构建网络拓扑的路由协议,设计实现了COPE+AODV传输模式,并选取了几种不同的网络拓扑环境,将其与传统的数据传输模式在这几种拓扑下进行性能比较。实验结果显示,采用COPE+AODV传输模式不仅能减少数据包的传输次数,提高网络吞量,同时能有效缓解在AODV模式下无线网络中由于信道冲突所造成的吞吐量下降的情况,进一步地提高信道利用率。本文的实验结果表明,将COPE应用在一些特定的拓扑中能将网络的平均端到端吞吐量提高36.6%和40.0%,同时平均端到端延迟降低41.4%和56.3%。此外在一个随机的25个节点8条数据流的拓扑下,COPE仍然能够将网络的平均端到端吞吐量提高24.7%,平均时延降低26.4%。因此,本文得出COPE能显著提高网络吞吐量,有效降低网络时延,缓解网络拥塞的结论。