WSN基于网络编码数据传输可靠性研究

网络编码是通信网络中信息处理与传输技术研究的重要热点。目前关于网络编码的研究多集中在提高网络吞吐量方面,在提高数据可靠性方面也逐渐得到重视。文中以提高数据传输可靠性为目的,以网络编码为基础,构造基本的对等设备之间数据传输模型,结合传感器网络特有的通信机制及无线链路广播传输的特性,理论分析了数据通过网络编码后能够正确传输的概率。通过仿真可以看出网络编码在信噪比较低的条件下可以明显提高数据传输可靠性。     

异构无线传感器网络基于区分服务的网络编码协议

通过将来自多条链路的数据包融合为一个单独的编码信息流进行传输,网络编码技术能够显著地提高无线 多}a}网络的容量。提出一种基于区分服务的异构无线传感器网络编码协议(DI3NO。协议的核心思想是周期性地计 算节点剩余能量的均值和标准差,对节点进行动态分类。在此基础上,将服务质量需求映射到网络编码协议中。为 此,引入能量感知编码包转发机制,以高效地利用节点的能量;另一方面,设计多优先级数据包调度策略,目的是创造 更多的编码机会。仿真结果表明,DI3NC不仅可以保障数据的可靠传输,而且可有效地减少低能量节点的能耗,从而 延长网络的生命周期。     

多描述编码技术的新发展

随着通信与视频编码技术的发展，通过网络与无线信道传输视频内容成为可能，但在这些应用环境下，视频内容会因为丢包(网络)或信道失效(无线信道)而造成数据丢失。解决信道传输错误的问题可以从信源编码、信道编码及信源信道联合编码3种途径进行改进。如今多描述编码已被证明是克服传输错误，尤其是丢包的一种有效的信源编码方法。为了使人们对多描述编码研究的现状有一概括了解，首先介绍了多描述编码的主要特征；然后分别从信源编码及信道编码的角度归纳了及现有解决丢包问题的主要方法；接下来深入讨论了多描述编码的应用与研究的新进展；最后指出了多描述编码发展的方向。     

基于量化的差错网络下高效多描述图像编码

将多描述标量量化与SPIHT编码联合起来,得到无线差错网络环境下的高效多描述图像编码。对两描述的多描述标量量化进行多维索引扩展,并对由粗量化边索引所形成的多个描述进行SPIHT编码,得到多个可独立传输的多描述码流。实验结果表明,该方法适合于无线差错网络环境中的图像传输,能够在较大的信道差错率和严格的带宽限制下,获得较好的图像传输差错鲁棒性。     

图像的多描述编码

图像的多描述编码(MDC)是针对单描述编码(SDC)而言,其编码方法是将图像编码为多个位流(描述),并使每个描述都能恢复可接受质量的图像。其恢复图像的质量只依赖描述的个数,即如果解码器接收到的描述越多,则由这些描述共同形成的图像质量就越高。在图像通信应用中,在无信道编码的情况下,用MDC方法可适应传输条件恶劣的信道,尤其是无线信道和网络信道。为了能在传输信道恶劣的条件下进行有效的图像传输,在对MDC的基本理论及其应用以及近几年MDC的研究现状进行概述和总结的基础上,提出了一种基于EZW编码的MDC方法。实验结果表明,此法简单、有效,其不仅实现了压缩图像传输的健壮性,同时兼顾了压缩效率。     

网络编码在无线Mesh网中的应用综述

网络编码是近年来通信领域的一种新的技术.网络编码允许中间节点将接收到的信息进行编码并发送出去,提高了网络吞吐量、健壮性等.无线Mesh网可以使用网络编码技术显著提高多跳链路的传输性能.文中简要介绍网络编码的基本原理和线性网络编码,总结了网络编码在无线Mesh网中的最新研究进展,评述了网络编码对无线Mesh网通信性能的影响,包括提高网络吞吐量、健壮性和安全性,最后对其发展趋势进行了展望.     

基于数据流和网络编码的无线传感器网络数据聚合算法

为了减少分簇的无线传感器网络(WSN)中数据包传输的数量,并使传感器网络的能量效率最大化,提出了一种节能的自适应数据聚合算法.在该算法中,源节点凭借其存储和计算能力,利用数据流技术减少数据包的传输量;当数据从源节点传输到簇头时,簇头根据控制信息选择一组节点作为编码节点,当数据相关性低于某阈值时,该组节点对数据包进行网络编码,若数据相关性高于某阈值,该组节点则会成为聚合节点进行数据聚合,网络编码和数据聚合可以减少簇头冗余流量,提高能量效率.实验结果显示,使用该算法后,数据包交付率有所提高,能量消耗显著减少.     

基于网络编码的无线传感器网络数据可靠性分析*

分析了网络编码在提高无线传感器网络数据传输可靠性的途径,并在不同的数据传输路径方式下应用网络编码进行数据传输。在使用网络编码的多路径传输中,提出一种新的传输机制,通过选择源节点的编码数据包数,在对可靠性影响较小的情况下,降低冗余数据包的数量。通过理论分析和计算机模拟给出了网络编码在不同的传输路径下对数据可靠性的效益,得出在数据传输率较高或适中时,在单路径传输下使用网络编码的可靠性优于不使用网络编码的可靠性。     

基于网络编码的WSNs数据收集方法

无线传感器网络(WSNs)监测数据的收集方式方法是目前的研究热点,而无线传输的广播特性又使得网络编码非常适合于无线网络。在介绍网络编码原理、核心思想以及在WSNs应用现状的基础上,提出了一种基于部分网络编码的自适应WSNs数据收集方法,该方法针对簇网络拓扑结构,簇成员节点把网络编码数据发送给簇头节点,簇头节点利用随机网络编码的方式把数据传输到Sink节点。实验结果表明:该机制具有能耗较低和汇报数据较准确的特点。     

基于网络编码的ECC验证方案在WSN中的研究

网络编码在无线传感器网络应用,改善了无线传感器网络的性能。虽然与之前相比,其安全性有所提高,但当面临安全攻击（被动攻击和主动攻击）时,整个网络系统的安全性仍然亟待提高。提出了一种改进方案,该方案结合密码学中椭圆曲线加密算法,并基于应用网络编码的无线传感器网络,采用加密验证方案。使传感器节点在电量受限的情况下,传输更多的有效数据。同时,增强了无线传感器网络节点之间通信的安全性,以及WSN其鲁棒性和容错性。     

面向视频多描述编码传输的Ad Hoc网络优化方法

Ad Hoc网络的多径传输可在一定程度上确保数据传输的可靠性,也为视频数据的可靠传输提供了一条有效的途径.多描述编码能很好地适应多径传输的特点,其在Ad Hoc网络数据编码中的应用,不失为一种可靠传输视频数据的有效解决方案.本文针对3种描述的情况给出了多描述视频编码在Ad Hoc网络中寻找路径的目标函数,并利用遗传算法对目标函数进行求解.通过和其他两种选择路径的准则进行比较,实验证明使用本文目标函数所选择的路径,可在接收端得到更高质量的视频信号.     

网络编码下的编码开销-链路开销联合优化

网络编码是一种新的网络传输技术,能够充分利用网络的理论组播速率上限.讨论了在网络编码下综合考虑编码开销和网络链路开销的网络总开销优化问题,将由网络编码引起的编码开销同样纳入优化问题的考虑范围.给出了2种各有优劣的网络信息流模型描述这一问题,并在不同模型下定义了2种开销的一般形式.由于这一优化问题属于NP难问题,目前一般采用启发式算法获得近似的优化解.随后的实验中,在不同规模的拓扑下对比了基于2种不同信息流模型的启发式算法的性能.由于考虑了编码开销使得联合优化问题远比链路开销优化问题复杂,模拟实验显示,只有当编码开销与链路开销价值系数之比达到1000以上时,才能获得比单纯链路优化更小的总开销.在提出基于遗传算法的方案之前,还简单地讨论了联合优化问题的复杂度.     

采用网络编码的广播传输效率分析

网络编码技术是一项近年来得到高度关注的新技术,它能提高网络带宽的利用率,增强网络传输的安全性,有效降低设备能耗.为此,建立一种无线网络模型,该模型包含一个发送节点和多个接收节点,并且增加了对ACK/NAK丢失出错情况的设计.制定了采用网络编码技术和不采用网络编码技术2种广播方案.通过对2种方案的理论分析和仿真结果表明,...     

基于网络编码的多播路由算法研究

网络编码的提出在一定程度上提高了多播通信的传输性能。简要总结了网络编码多播传输理论的研究进展,并对网络编码多播路由问题进行了研究。分析了已有算法的优势及不足,同时考虑影响资源消耗的因素,文中提出了一种基于最短路径和最大共享链路集的网络编码多播路由算法。通过在随机网络拓扑模型下的性能仿真实验分析,发现与传统的IP最短路多播和约简网络下网络编码多播路由算法相比,该算法可显著减少网络带宽资源消耗,同时能够有效均衡链路负载。     

基于网络编码的对等网流媒体传输模型和算法

在对等网(peer-to-peer,简称P2P)流媒体系统中,节点(用户)的输出带宽(上行带宽)容量利用率的提高能够降低服务器的带宽开销.网络编码可以实现组播的最大吞吐率,因而具有提高系统中节点输出带宽容量利用率的潜力.将随机线性网络编码应用到P2P流媒体系统中,建立了基于随机线性网络编码的P2P流媒体传输过程模型,并据此建立传输算法的优化模型,比较研究了贪婪式算法、最少者优先算法和随机算法等.优化结果表明,随机算法可以平等均匀地获取数据包,能够最充分地利用节点的输出带宽容量,降低服务提供商的运营成本.通过对优化模型解的分析对实际系统中的传输算法给出了设计指导原则.     

网络编码研究综述

网络编码是通信网络中信息处理和传输理论研究上的重大突破,其核心思想是允许网络节点对传输信息进行编码处理.运用网络编码能够提升网络吞吐量、均衡网络负载和提高网络带宽利用率等.本文介绍网络编码的基本原理以及主要优缺点,归纳了网络编码的主要实现算法和机制,总结了网络编码的几种典型应用,最后讨论了网络编码进一步的研究方向.     

网络编码下不可靠自组织网络高效路由算法

无线自组织网络(wireless ad hoc network)中链路的不可靠性与高丢包率是影响网络性能和应用的主要缺陷.为了优化多跳的不可靠无线网络中完成数据传输所需的数据分组发送次数,提出了融合路径切换思想的基于网络编码的路由协议(network coding routing with path switching,简称NCPS).为了发现潜在的适合网络编码的路径,首先分析并提出了网络中路径可编码与可解码条件;其次对比于传统的最优路径,分析得出了在网络编码下路径切换所能获取的编码收益;最后以优化网络中数据分组发送次数为目标,设计了网络编码下结合路径切换的路由协议.实验结果表明,在不同的网络环境参数下,NCPS能够有效减少网络中的数据发送次数,获取稳定的编码收益.     

基于小波EBCOT的图像IP网络传输控制策略

为了使当前“尽力而为”的网络提供视频流服务时满足QoS要求，文章提出一种基于小波EBCOT的图像IP网络传输控制策略．通过采用基于小波EBCOT的渐进可分级编码方法，对压缩后的比特流按其重要性分层打包传输，同时根据对当前网络可用带宽的估计及信道状态的判断，区分网络拥塞及不可靠传输两种不同情况进行自适应不等重丢包保护AUPLP．软件仿真表明，该文算法可大大增强小波EBCOT编码后数据的抗误码能力，在发生数据拥塞时有助于缓解网络的过负载状况，在发生不可靠传输时接收端解码图像能平均提高1．2dB的PSNR。     

一种基于网络编码的组播路由算法

网络编码是2000年提出的一种新算法,其主要优点是使组播传输速率能达到理论上限值.介绍了传统组播路由算法的局限性,分析了现有网络编码算法的优点和不足,在某个改进的网络编码数学模型上,提出了一种静态分布式分层网络编码SDLNC算法(Static Distributed Layered Network Coding).模拟实验表明,该算法可以显著提高组播路由的数据传输速率.