發(fā)布時(shí)間：2021-11-26 22:22

　　網(wǎng)絡(luò)編碼,是讓中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)其收到的多個(gè)分組進(jìn)行編碼組合后再傳輸,以提升網(wǎng)絡(luò)性能的一種技術(shù)。已有研究顯示,與傳統(tǒng)方法相比,網(wǎng)絡(luò)編碼可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、提高傳輸可靠性、降低投遞時(shí)延。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)編碼可以充分利用無(wú)線信道的廣播特性,可以進(jìn)一步提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能,在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單播和組播通信方面得到了廣泛關(guān)注。然而,無(wú)線信道的丟失特性極大影響了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)編碼效率及其性能。在信道條件較差的情況下,數(shù)據(jù)包越長(zhǎng),分組的丟失概率越大;在信道條件較好的情況下,數(shù)據(jù)包過(guò)短又導(dǎo)致分組報(bào)頭開(kāi)銷過(guò)高的問(wèn)題。因此,如何結(jié)合信道狀況,優(yōu)化分組長(zhǎng)度以最大化提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)吞吐量,是網(wǎng)絡(luò)編碼研究中亟待解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文針對(duì)流間網(wǎng)絡(luò)編碼和流內(nèi)網(wǎng)絡(luò)編碼兩種編碼形式,分別考慮單播和組播兩種應(yīng)用場(chǎng)景,對(duì)不同情況的吞吐量進(jìn)行建模,以求解吞吐量最大化情況下的最優(yōu)分組長(zhǎng)度,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。本文的主要研究工作如下:（1）針對(duì)支持IEEE 802.11的兩跳有損無(wú)線網(wǎng)絡(luò),研究流間網(wǎng)絡(luò)編碼情景下的最優(yōu)分組長(zhǎng)度問(wèn)題。首先,針對(duì)不同分組接收情況,分析不同接收情況下的編碼增益、信道廣播增益和飽和信道接入收益、以及不同分組接收情況的成... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院大學(xué)人工智能學(xué)院)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１經(jīng)典兩跳網(wǎng)絡(luò)編碼拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??．ｌｉｗ－ｈｎｗｄｉｎｌ

?使用線性網(wǎng)絡(luò)編碼方案的數(shù)據(jù)傳輸在組播模型中指定，其中一個(gè)源組播到多??個(gè)接收器。如圖２．２所示，源Ａ向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)＾和Ｎ７傳輸信息。每個(gè)鏈接都有??一個(gè)￡／維的列向量，其中ｒｆ是每個(gè)非源節(jié)點(diǎn)的最大流量的最大值。這些向量的項(xiàng)??是從有限域中選擇的，比如Ｇａ／ｏ／ｓ域ＧＦｆｇｊ，其中ｇ是一個(gè)任意正整數(shù)。在圖２．２??所示的示例中，ｄ?＝?此外，選擇的有限域?yàn)椋危粒矠橄蛄浚郏保埃荩渲??ＮｉＮ２表示Ｎｉ到Ｎ２的信道。??此外，從節(jié)點(diǎn)分配給傳出鏈路的向量是分配給傳入鏈路的相應(yīng)向量的線性組??合。如圖２．２所示，Ｎ４Ｎ５的賦值向量為［１１］Ｔ，等于［ｌ〇Ｆ＋?［０?１］Ｔ，其中［１０］Ｔ和??０?Ｉ］７＂為Ｎ４的兩個(gè)傳入鏈路賦值向量，分別為Ｎ２Ｎ４和Ｎ３Ｎ４。??此外，要傳輸?shù)男畔⒈痪幋a成ｄ維行向量。信道上的數(shù)據(jù)流表示為信息行向??量與信道指定列向量的矩陣乘積。在本例中

網(wǎng)絡(luò)上大大提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。自網(wǎng)絡(luò)編碼問(wèn)世以來(lái)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼所帶來(lái)的??帶寬效益進(jìn)行了廣泛的研宄，網(wǎng)絡(luò)編碼己被包括在許多高效帶寬傳輸方案中。??基本思想：下面說(shuō)明了網(wǎng)絡(luò)編碼提高吞吐量背后的思想。圖２．３顯示了蝶形網(wǎng)??絡(luò)上的數(shù)據(jù)包傳輸，其中源節(jié)點(diǎn)叭和Ｎ２將本地?cái)?shù)據(jù)包Ｘ：和Ｘ２發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)??Ｎ４和Ｎ６。這里使用的網(wǎng)絡(luò)編碼方案是ＸＯＲ編碼。此外，還對(duì)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)方案進(jìn)??行了比較。??Ｓｉ?Ｓ２?Ｓｉ?Ｓ２??Ｘｌ?Ｘｚ?Ｘｌ?Ｘ２??Ｒｉ４＃＜＃Ｒ２?Ｒｉ４＞＃Ｒ２??Ｘｘ?ｘ１＋ｘ＞＾？／ｘ１＋ｘ２??（ａ）傳統(tǒng)方式?（ｂ）網(wǎng)絡(luò)編碼??圖２．３基于蝶形網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)編碼方案??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｎｅｔｗｏｒｋ?ｃｏｄｉｎｇ?ｓｃｈｅｍｅ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ?ｎｅｔｗｏｒｋ??在圖２．３〔ａ〕中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用了傳統(tǒng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方案。中心節(jié)點(diǎn)Ｎ３—次只能轉(zhuǎn)??發(fā)一個(gè)包。因此，Ｎ３需要兩個(gè)傳輸來(lái)同時(shí)廣播數(shù)據(jù)包乂１和乂２。使用網(wǎng)絡(luò)編碼，??如圖２．３所示，允許中間節(jié)點(diǎn)Ｎ３將包乂１和乂２組合起來(lái)，然后在一次傳輸中??廣播這個(gè)網(wǎng)絡(luò)編碼包。最后


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