本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸性能研究　出處：《安徽大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：傳統(tǒng)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)通信中,組成無線自組織網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點主要負(fù)責(zé)接收相鄰節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)信息,然后將接收的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲與轉(zhuǎn)發(fā)。由于無線自組織網(wǎng)絡(luò)通信具有不穩(wěn)定性的特點,鏈路及鏈路中的節(jié)點存在多變性,與有線網(wǎng)絡(luò)相比,數(shù)據(jù)包傳輸效率較低。通過在無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)編碼,鏈路中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接收相鄰節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)信息后,對轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)信息選擇性的執(zhí)行編碼操作,顛覆了傳統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸技術(shù)采用的存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的通信模式,使得無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可以達(dá)到組播網(wǎng)絡(luò)通信的吞吐量。因此,將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用到無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)中,可以較大地提升網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量,提高網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息的效率,針對無線自組織網(wǎng)絡(luò)具有不穩(wěn)定性,導(dǎo)致數(shù)據(jù)包傳輸過程中產(chǎn)生丟包的現(xiàn)象,具有一定的緩解作用。然而網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的高效運(yùn)用及相關(guān)新協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸性能都具有較強(qiáng)的依賴。因此,在當(dāng)前無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中,數(shù)據(jù)傳輸性能制約了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)及相關(guān)新協(xié)議的進(jìn)一步發(fā)展。本文將基于無線自組織網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)傳輸性能的分析方法及優(yōu)化技術(shù)上面臨的兩個關(guān)鍵問題展開研究,并提出相應(yīng)的解決方案。(1)針對無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸路徑進(jìn)行研究,提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑數(shù)據(jù)傳輸策略。在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中信源節(jié)點借助多路徑路由發(fā)現(xiàn)技術(shù)構(gòu)建屬于不同信宿節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸路徑集。當(dāng)信源節(jié)點向信宿節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時,信源節(jié)點在路徑集中選取多條合適的路徑同步轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包進(jìn)行無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信,極大的降低了單一鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏敃r延。此外,在多路徑數(shù)據(jù)傳輸過程中,信源節(jié)點對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)編碼操作,信宿節(jié)點對接收的所有數(shù)據(jù)執(zhí)行譯碼操作。對于不同路徑集下的共用鏈路部分,在共用鏈路的開始節(jié)點處,對來自不同信源節(jié)點的數(shù)據(jù)包執(zhí)行編碼操作,在共用鏈路的最后一個節(jié)點處執(zhí)行譯碼操作,將譯碼獲得的不同數(shù)據(jù)包按照包頭記錄的信息依次廣播發(fā)送到相應(yīng)的信宿節(jié)點。最后,通過NS-2仿真平臺,搭建一個支持網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)原型對所提出的策略進(jìn)行驗證。實驗表明,通過該策略的使用,降低了數(shù)據(jù)在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時延,減小了數(shù)據(jù)包重傳次數(shù),明顯地提升了無線自組織網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?2)針對無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點運(yùn)用編碼技術(shù)對接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行編碼的效率進(jìn)行研究,提出了一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送速率控制策略,在該策略中,組建成無線自組織網(wǎng)絡(luò)鏈路的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接收相鄰節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)信息后,自適應(yīng)的選取合適的數(shù)據(jù)發(fā)送速率對數(shù)據(jù)執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。這樣,在無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊欢〞r間間隔內(nèi),鏈路共用節(jié)點偵聽并接收來自不同鏈路轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)信息量相近,此時共用節(jié)點對接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行數(shù)據(jù)編碼操作的機(jī)率和效率達(dá)到最優(yōu)。借助網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)速率控制策略,能夠有效減少無線自組織網(wǎng)絡(luò)通信鏈路中數(shù)據(jù)傳輸量,增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜萘?提高網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的性能。在理論分析后,借助NS-2模擬環(huán)境進(jìn)行仿真實驗。實驗結(jié)果驗證了本策略能夠有效的增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對接收來自不同鏈路數(shù)據(jù)的編碼效率,降低了信道中數(shù)據(jù)的傳輸量,提高無線自組織網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?br/>[Abstract]:In traditional wireless ad hoc network communication, the intermediate nodes that constitute the wireless ad hoc network are mainly responsible for receiving the data information sent by the neighboring nodes, and then store and forward the received data information. Due to the instability of wireless ad hoc network communication, the nodes in link and link have variability. Compared with wired network, the packet transmission efficiency is low. Through the use of network encoding in wireless ad hoc data transmission link, intermediate network node receives the data information of adjacent nodes after performing an encoding operation of data information of the selective forwarding of the subversion of the traditional wireless ad hoc network data information transmission technology uses the storage mode of communication forwarding, which can achieve the multicast network communication wireless ad hoc network data transmission throughput. Therefore, the application of network technology to the wireless self encoding technology of data communication network, can greatly improve the data throughput of the network, improve the efficiency of network transmission of data information, the organization network is unstable wireless, leading to packet transmission phenomenon generated during packet loss, has certain protective function. However, the efficient use of network coding technology in wireless ad hoc networks and the design and implementation of related new protocols have strong dependence on the performance of network data transmission. Therefore, in the current wireless ad hoc network data communication, the performance of data transmission restricts the further development of the network coding technology and the related new protocols. Based on the two key problems of data transmission performance analysis and optimization technology in wireless ad hoc network communication, this paper will study and propose corresponding solutions. (1) aiming at the research of the data transmission path of wireless ad hoc network, a multi-path data transmission strategy based on network coding is proposed. In wireless self organization network source node discovery techniques to construct a data transmission path belonging to different destination nodes set by multi path routing. When the source node to the destination node to transmit data, the source node selected from a plurality of suitable path in the path of synchronous packet forwarding wireless data communication network, which greatly reduces the transmission delay of a single link data transmission. In addition, in the multi path data transmission process, the source node performs pre encoding operations on the data to be transmitted, the destination node performs decoding operations on all data received. For the different part of the shared link path set the start node in the shared link, performing an encoding operation on data packets from different source nodes, perform decoding operation in the last node shared link, data will get different decoding packet according to the information recorded in the Baotou radio and sent to the sink node corresponding. Finally, through the NS-2 simulation platform, a network prototype that supports the multipath data transmission of network coding is built to verify the proposed strategy. The experiment shows that the use of this strategy reduces the transmission delay of data in wireless ad hoc network, reduces the number of packet retransmission, and significantly improves the efficiency of data transmission in wireless ad hoc networks. (2) for wireless ad hoc networks in the process of data transmission and network nodes using the encoding technology to research the efficiency of receiving data information encoding, proposes a network node data transmission rate control strategy. In this strategy, the formation of a wireless network node organization network link receiving adjacent node forwarding the data information, select the appropriate adaptive data transmission rate to perform data forwarding operations. Thus, in a certain time interval of data transmission in the wireless ad hoc network, the link shared node listens and receives the data information transmitted from different links, which is similar. When the shared nodes perform the data encoding operation on the received data information, the probability and efficiency of them are optimal. With the help of network coding rate control strategy, we can effectively reduce data transmission volume in wireless self-organizing network communication links, increase the capacity of network transmission, and improve the performance of network transmission data. After the theoretical analysis, the simulation experiment is carried out with the aid of the NS-2 simulation environment. Experimental results show that this strategy can effectively increase the coding efficiency of network nodes to receive data from different links, reduce the amount of data transmission in the channel, and improve the performance of data transmission in wireless ad hoc networks.
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92

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