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1、無線Mesh網絡中網絡編碼感知路由研究第1章緒論1.1論文研究背景及意義無線網絡是指節(jié)點之間沒有有線連接，而是通過無線媒介進行互相連接的網絡?，F今，無線網絡憑借開銷小以及不依賴現有的基礎設施的特點吸引了很多學術界的研究興趣[1]。常見的無線網絡根據應用場景不同主要有：無線Mesh網絡（eshNetdash;網絡編碼被應用到無線網絡中。網絡編碼可以有效地解決以上限制從而提升網絡性能，是一種很有前景的技術。.......1.2國內外研究現狀編碼理論中，現存三種主要編碼家族分別是：源編碼、信道編碼、網絡編碼。源編碼是在信源處對信息進行壓縮；信道編碼是在鏈路層增加冗余比特以保證通
2、信的可靠性；網絡編碼是在網絡中間節(jié)點進行編碼，是一種跨層操作。網絡編碼的概念是由R.AhlsizedLinkStateRouting，OLSR）就是其中之一。OLSR在傳統(tǒng)的鏈路狀態(tài)路由的基礎上進行了三點改進[41]：第一點改進是洪泛過程中不再是所有接收節(jié)點都進行轉發(fā)，而是從鄰居節(jié)點中挑選一組節(jié)點進行中繼轉發(fā)。該技術被稱作多點中繼（Multi-PointRelay，MPR）。如圖2.1所示，相比經典洪泛機制應用MPR技術能夠有效減少轉發(fā)次數，顯著降低開銷，節(jié)省了珍貴的無線資源。第二點改進是鏈路狀態(tài)信息僅由指定MPR節(jié)點產生，減少了洪泛控制信息的源頭，進一步縮減洪泛消息傳播
3、。第三點改進是MPR節(jié)點只發(fā)布本身與選擇它作為MPR節(jié)點的選擇者之間的鏈路信息，而不是全部鄰居節(jié)點鏈路狀態(tài)，從而壓縮控制包大小，開銷大大降低。..........2.2無線Mesh網絡基于網絡編碼的路由協議傳統(tǒng)的路由器采用存儲-轉發(fā)的操作方法，將收到的數據包緩存并原樣轉發(fā)給路徑上的下一跳路由器。網絡編碼的概念由R.AhlsationFloN（或者Adhoc網絡），甚至在單播流的情況下也同樣能夠提升網絡性能[24,32]。按照數據包編碼數據包的不同，網絡編碼可以分為流間網絡編碼（inter-floN編碼感知路由設計......173.1引言........173.2ILCA
4、R路由協議的設計及實現...........183.2.1網絡編碼條件.........183.2.2ILCA路由度量的計算...........193.2.3ILCAR路由協議的實現........213.3仿真結果及分析....223.3.1仿真場景及參數設置.....223.3.2仿真結果及分析.....233.4本章小結........27第4章基于接收功率的N編碼感知路由設計..........294.1引言........294.2PILCAR路由協議的設計及實現........294.3仿真結果及分析....334.4本章小結........36第5章總結與
5、展望.......375.1論文總結........375.2未來工作展望........37第4章基于接收功率的N編碼感知路由設計4.1引言隨著N的廣泛應用，網絡協議的設計時會遇到很多挑戰(zhàn)。路由協議通過不同的路由度量尋找網絡中從源節(jié)點到目的節(jié)點的最優(yōu)路徑，路由度量考慮的鏈路參數包括：數據包丟包率、流間干擾、流內干擾、時延、功率控制等。除此之外，N和其他無線網絡一樣，具有接收信號強度動態(tài)范圍大的特征，尤其是在網絡環(huán)境復雜的情況下。為了提升現有的路由度量性能，更準確跟蹤每條獨立鏈路狀態(tài)出現的快速變化，為找到最優(yōu)路徑有必要在設計路由度量的時候定義相應的標準。針對以上需求，本章
6、結合第3章的ILCAR路由和接收信號強度設計了一種編碼感知路由PILCAR（PoN中，網絡編碼已經成為一種很有前景的技術，由于網絡編碼能夠利用無線媒介的共享屬性提升網絡吞吐量，吸引了學術界越來越多的研究興趣。網絡編碼的本質是節(jié)點能夠在轉發(fā)數據包之前對數據包進行編碼操作，而不是簡單的存儲-轉發(fā)。本文在現有的國內外網絡編碼及網絡編碼感知的路由等研究基礎上，設計了ILCAR和PILCAR算法，并在NS3仿真軟件上進行了仿真分析。本文主要工作及結論可歸納為以下幾個方面：（1）綜述了N網絡編碼感知的路由算法研究現狀。網絡編碼感知路由大多僅僅追求編碼機會的增加，忽略了數據流向編碼區(qū)域
7、匯聚從而引起干擾和負載不均的問題。針對以上問題，本文設計了綜合考慮編碼增益、負載、干擾等因素的編碼感知路由度量ILCA及相應路由協議ILCAR。ILCAR能夠主動尋找編碼機會，考慮鄰居范圍內各干擾鏈路對當前通信鏈路的競爭程度、通信節(jié)點緩存中的數據包個數、鏈路的當前傳輸速率等因素。克服了當前編碼感知路由引起的流量匯聚，負載不均問題。NS3仿真結果表明，ILCAR能夠有效提升網絡吞吐量，降低了平均丟包率和平均端到端時延。（2）在ILCA路由度量結合編碼增益和負載均衡的基礎上，考慮到鏈路吞吐量取決于當前的流量負載，所以丟包率會隨著時
