无线网络中最小延迟代价网络编码的研究

网络编码能极大地提高网络吞吐量和传输可靠性.编码机会易受到数据包数量不公平性的影响,提出一个具有最小延迟代价的网络编码方法（MDCNC）.首先找到一条固定路由并确定该路由所经过的每一节点的编码能力,然后根据数据流在不同节点处以及不同时隙的可编码情况,灵活地应用该延迟发送策略,以牺牲较小的端到端延迟时间换取更多的编码机会.仿真结果表明,MDCNC能够带来更多的编码机会,进而使网络拥有更高的吞吐量.     

基于网络编码的无线网络路由协议

基于机会的网络编码方法(COPE)研究网络编码在无线环境中的协议层面上具体实现的问题,但COPE被动地等待编码机会的出现.为了更大限度的提高网络编码的性能,需要将网络编码与无线路由协议相结合来在无线节点上创造出更多的编码机会以减少总的传输次数,以有效的提升网络的吞吐量.当前的编码感知路由算法主要包括基于Markovian路由度量的路由协议、编码感知机会路由协议(CORE)、分布式编码感知路由协议(DCAR)、速率匹配的编码感知多路径路由协议(RCR)、编码感知多路径路由协议(CAMP)等.无线网络内的编码感知路由领域中新型路由度量和跨层设计等问题还需要进一步研究.     

无线多跳网络中一种基于网络编码的机会路由

近年来机会路由和网络编码是两种利用无线信道广播特性提高网络性能的新兴技术。相比传统的静态路由决策,机会路由利用动态和机会路由选择减轻无线有损链路带来的影响。网络编码可以提高网络的资源利用率。但编码机会依赖于多个并发流所选路径的相对结构。为了创造更多的网络编码机会和提高网络吞吐量,本文提出了一种基于流间网络编码的机会路由(ORNC)算法。在ORNC中,每个分组转发的机会路径选择是基于网络编码感知的方式进行的。当没有编码机会时,采用背压策略选择下一跳转发路径以平衡网络负载。仿真结果表明本文提出的ORNC算法能够提高无线多跳网络的吞吐量。     

基于交叉流网络编码的节能路由

节能路由是无线自组织网络的一个重要研究课题,对延长网络生存时间极为重要。在传统路由下,多对节点之间通信使用的多条数据传递路径会出现交叉存在公共节点,这些公共节点因需要转发来自多条交叉路径的数据包而比其它节点消耗更多的能量,从而过早因能量耗竭而失效。为了克服这一能耗不均衡问题,该文提出基于网络编码的节能路由NCBEER (Network Coding Based Energy Efficient Routing),它可捕捉多条路径交叉的机会,让公共节点对所转发的数据包进行编码,然后把编码数据包多播(Multicast)邻居节点,以减少公共节点转发数据包次数从而降低能耗;推导了编码节点使全部接收节点接收到编码数据包所需要的平均多播次数,定义了无线链路的传输代价,并将之作为信源将流量分配给不同路径的依据。仿真试验表明,NCBEER可降低和均衡节点的能耗,且能够延长网络生存时间。     

无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制

本文针对无线物联网能量有限的应用场景,提出一种基于网络编码的能量受限数据传输机制NCDT.NCDT引入传染病路由的思想,对网络编码数据包的传输方式进行建模.通过限制编码数据包在网络中的复制次数,以及参与数据包交换的移动终端数量,控制网络的整体能量消耗.NCDT机制在限制网络编码资源消耗的同时,保证了在传输过程中取得较高的传输可靠性.     

基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法研究

编码感知路由可以发现路由中的网络编码机会,减少数据传输次数,提高网络吞吐量,是近年来路由算法研究的一个热点.当前编码感知路由存在编码条件失效、未考虑节点能量的问题,不适合直接应用于无线传感器网络.本文提出基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法CAER (Cross layer coding Aware Energy efficient Routing).提出并证明了修正后的网络编码条件,以解决编码条件失效问题.基于跨层思想,将网络编码感知机制与拓扑控制、覆盖控制结合,挖掘潜在编码机会.提出综合考虑节点编码机会、节点能量的跨层综合路由度量CCRM (Cross layer Coding aware Routing Metric).仿真结果表明,相比现有编码感知路由,CAER能够提高网络编码感知准确性,增加网络编码机会数量5%~15%,延长网络生存时间8%~12%.     

网络编码中的侦听管理策略

 在基于机会式网络编码的的无线单播应用中,每个节点需要缓存一些数据包,用来对编码数据包进行解码,该缓存称作侦听缓存.本文针对"X"型拓扑分析了传统的基于先入先出的侦听管理策略,理论结果表明侦听缓存有限时吞吐量随侦听缓存的减小而迅速降低.为此,提出了一种基于尽力服务的侦听管理策略,提高了侦听缓存中数据包被用作解码的概率,进而提高了系统吞吐量.为减少无用数据包被缓存的概率,提出了一种基于历史信息的侦听管理策略,可有效减少干扰流对系统吞吐量的影响.     

基于流的无线网络编码

针对无线链路的不可靠性和物理层的广播特性,将网络编码与无线网络相结合,提出一种基于流的无线网络编码算法——FNC。该算法在先验参考路径的基础上,充分利用每个节点处的路由表项,探测编码机会,在有编码机会的节点对满足编码条件的数据流进行网络编码,达到提高网络吞吐量的目的。仿真结果表明：FNC有效提高了整个网络的吞吐量,改善了网络性能。     

无线Mesh网中基于网络编码的多路径TCP研究

在无线多跳网络中,本地重传和网络编码已经被成功地应用到多路径技术上以增加吞吐量并减少丢包。然而,在提高UDP传输性能的同时,也产生了数据包重排序和延迟等副作用,严重影响了TCP性能。针对此问题,主要提出一种基于网络编码的多路径传输方案NC-MPTCP,即在无线mesh网络的多条路径中引入网络编码、执行拥塞控制以及使用一个基于信用的方法控制节点的传输速率,提高网络的吞吐量以及增加网络传输的可靠性。该方案使用一个简单的算法,评估丢包率以及发送线性组合数据包的速率,用来降低目的节点的数据包解码延迟和防止TCP的超时重传。仿真结果表明设计的NC-MPTCP有效。     

基于OMNET++的随机网络编码仿真实现

随机网络编码具备提高无线传感器网络的传输可靠性,降低网络能量消耗等特点,其应用设计缺少网络仿真验证方法。在OMNET++仿真平台上设计了数据包缓存处理机制,并实现了有限域编码运算。在此基础上设计了独立于其他节点模块的随机网络编码模块,将其添加到网络节点模型中。使用该网络节点模型建立传感器网络,在多路径路由方式下,对应用随机网络编码模块前后数据包传输可靠性、延时和有效吞吐量网络特性进行评估,为设计应用随机网络编码提供一种仿真设计思路。     

A batched network coding scheme for wireless networks

Several wireless network coding schemes apply either inter-flow traffic or intra-flow traffic, but not both. This paper proposes a novel batched network coding scheme to deal with both inter-flow and intra-flow traffics, which attempts to combine the advantages of both network coding approaches. Based on the idea in the well-known network coding scheme COPE, our batched network coding scheme allows each node to make use of intra-flow network coding technique to improve the transmission reliability in a lossy environment, consequently obtaining higher throughput. Moreover, we also utilize the multiple-path transmitting scheme to further increase the throughput of wireless networks with low link delivery probability. Finally, using a simplified network topology model, we show theoretically that our proposed scheme outperforms COPE significantly, particularly when the link quality is low.     

WMN中一种基于干扰感知的负载均衡路由协议

无线信道干扰和负载分布的不均衡严重影响无线Mesh网络吞吐量、端到端延时和资源利用率。在已有基于信噪比和邻居节点个数的干扰模型基础上,进一步研究了无线Mesh网络的链路干扰。在综合考虑了无线Mesh网络流间干扰和和流内干扰的基础上,提出路由判据PIL（Path Interfer-ence Level）。在此基础上,提出一种新的基于干扰感知的负载均衡路由协议IA-DSR（Interference-Aware DSR）。IA-DSR考虑无线网络拥塞并选择受到干扰最小的路径。仿真结果表明,在不显著增加开销的情况下,IA-DSR可以有效地提高网络的整体吞吐量,降低网络端到端时延和丢包率。     

图压缩优化光组播最小网络编码路由

将网络编码和光网络相结合可以有效解决光网络的 带宽资源利用率等问题。然而,在光网络中进行编码操作,又将增加光网的光域运算开销、 复杂度和缓存需求。为了减少光网络中网络编码的操作次数,本文提出一种基于图压缩的方 法优化光网络拓扑结构, 结合智能优化遗传算法(GA)实现组播最大速率的光组播最小编码节点,通过对光网络拓扑结 构中的一类特殊潜在编码节点 进行压缩处理,达到缩小算法搜索空间、排除大量非最优解的目的。仿真结果表明,通过本 文图压缩优化后的光网络拓扑结 构,可以使得现有的智能优化GA在求解光组播最小网络编码路由问题时效率更高,寻找到的 解更优。     

车联网下基于网络编码的高吞吐量多径路由算法

在车联网中,由于车辆节点间无线链路的频繁中断易导致数据重传,使整个车辆组网性能急剧下降。为此,面向车联网提出了一种增强吞吐量的多径路由算法,其核心是使车辆节点分簇算法支持网络编码,从而达到对乱序和丢失报文恢复的目的。该算法首先采用协同编码通信模型来实现分簇后同簇车辆节点互相协同的多路径传输,然后采用网络编码对源端车辆和中间车辆节点发送的数据进行线性编码操作,最后在目的端节点予以解码。在基于QualNet仿真平台上的实验结果表明,该算法能够有效地提升车联网中多径路由的吞吐量。     

无线多媒体传感器网络中一种改进路由算法

随着网络负载增加,经典的TPGF( Two-Phase geographic Greedy Forwarding)算法难以找到节点分离路径,会导致网络吞吐量、投递率以及端到端时延性能下降。此外,当网络拓扑变动不大时, TPGF中每条路径所包含节点要消耗比其他节点更多的能量,会导致其过快死亡,从而影响网络性能。为此,将联合网络编码技术引入 TPGF,提出一种编码与能量感知的 TPGF 路由算法( NE-TPGF)。该算法综合考虑节点的地理位置、编码机会、剩余能量等因素,同时利用联合网络编码技术进一步扩展编码结构,充分利用网络编码优势来建立相对最优的传输路径。仿真结果表明, NE-TPGF能够增加编码机会,提高网络吞吐量和投递率,降低端到端时延,并且还有利于减少和平衡节点的能量消耗。     

基于网络编码的机会网络高效路由算法

针对采用Epidemic机制的机会网络路由算法在数据分组传送阶段存在通信冗余的问题,提出了一种基于网络编码的高效路由算法--NCBER(network-coding-based epidemic routing）。NCBER在传送数据分组的过程中使用主动异或网络编码和多播,并取消了 Request（请求）控制分组,从而减少数据分组的转发次数和控制分组数量,降低网络开销,缩短分组传输时延。理论分析和仿真结果表明,NCBER 算法在网络开销和数据分组端到端时延性能方面优于经典的Epidemic路由算法及其改进算法MRRMR（message redundancy removal of multi-copy routing）,并且使数据传送成功率保持在100%。