【摘要】：無線通信的出現(xiàn)使通信技術(shù)經(jīng)歷了又一次飛躍。無線多跳網(wǎng)絡(luò)(Wireless Multi-hop Networks,WMNs)作為移動通信的一個重要分支,在軍事、民用、商業(yè)和科研領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。但無線多跳網(wǎng)絡(luò)因其無線特性,使網(wǎng)絡(luò)的性能受限,如信道容量有限,網(wǎng)絡(luò)的安全性有限,終端設(shè)備的能量受限,且網(wǎng)絡(luò)拓撲變化無常,給網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計帶來一定的困難。網(wǎng)絡(luò)編碼允許并鼓勵中間節(jié)點對原始數(shù)據(jù)進行線性和非線性編碼,使網(wǎng)絡(luò)吞吐量、帶寬利用率和魯棒性大大提升。因此,如何將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)與無線多跳網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更好的融合,以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量仍然是一個值得研究的問題。本文主要的研究工作如下:1.研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線多跳網(wǎng)絡(luò)信息交換(Information Exchanging with Network Coding,NCIE)傳輸策略。已有文獻已經(jīng)證明了在信息交換網(wǎng)絡(luò)中加入網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是可行的。針對有兩條流入的數(shù)據(jù)流并存在編碼機會的無線網(wǎng)絡(luò),結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的半雙工和TDMA時分特性,設(shè)計出一種基于流水時隙復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換策略。該策略給出了網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點與源端節(jié)點的收發(fā)時隙規(guī)律,以避免數(shù)據(jù)沖突造成的丟包。同時,設(shè)計了節(jié)點的緩存模型、編碼數(shù)據(jù)包的模型以及信息交換策略的整體流程。2.研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換傳輸策略的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的滑動窗口工作機制,分析了節(jié)點緩沖隊列中數(shù)據(jù)的插入與刪除過程。針對流入信息交換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流速率不同的問題,設(shè)計了根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送時刻節(jié)點的兩個緩沖隊列的隊長進行比較,使中間節(jié)點靈活地在網(wǎng)絡(luò)編碼與存儲轉(zhuǎn)發(fā)兩種狀態(tài)之間進行切換的異步信息交換策略。針對鏈路存在丟包等無法正常接收數(shù)據(jù)的問題,并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的時分特性,設(shè)計了根據(jù)當前節(jié)點緩存隊列的數(shù)據(jù)序號和接收到數(shù)據(jù)的序號相比較,判斷數(shù)據(jù)包是否成功接收的基于TDMA的節(jié)點重傳算法。3.采用Matlab評估了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線多跳信息交換策略的性能。將該策略與存儲轉(zhuǎn)發(fā)路由對比,分別比較了網(wǎng)絡(luò)整體的吞吐量和編碼增益。在不同數(shù)據(jù)流速率下將NCIE,普通的網(wǎng)絡(luò)編碼策略以及存儲轉(zhuǎn)發(fā)的性能對比。結(jié)果表明,本文設(shè)計的NCIE策略使網(wǎng)絡(luò)性能有了明顯的提升。網(wǎng)絡(luò)的吞吐量相比于存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式大大增加,并且當中間節(jié)點數(shù)量增加,編碼增益也隨之增長,吞吐量幾乎不受影響。異步數(shù)據(jù)流情況下,網(wǎng)絡(luò)受數(shù)據(jù)異步的影響減弱,等待時延降低。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

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本文編號：2532292