基于流间编码的机会路由转发节点集选择算法

针对流间网络编码与机会路由结合时编码机会与转发节点数目之间的矛盾,提出一种基于流间网络编码的机会路由转发节点集选择算法FNSA。采用发送可变长报文探测包的方法获取更加准确的数据包成功发送概率,定量分析链路数据成功传输概率、传输次数和转发节点的个数之间的关系,确立最佳转发节点数目,选取最佳转发节点集。将该算法应用于编码感知机会路由协议CAOR,仿真实验结果表明,采用定长探测包时(α=0),网络吞吐量性能有约5%的提升;采用可变长报文探测包时(α=0.1),网络吞吐量性能有约9%的提升。     

无线Mesh网中编码感知组播路由协议CAMR

网络编码是一种能够提高网络吞吐量的新技术,将网络编码应用于无线Mesh网组播对Mesh网络进一步实用化有重要意义.编码感知路由是一种能够充分识别和利用网络中的编码机会的路由.虽然已有若干个基于网络编码的单播路由协议,但无线网络中编码机会并没有被充分利用,到目前为止还没有无线Mesh网络中的编码感知组播路由协议.提出一个编码感知组播路由协议CAMR(coding-aware multicast routing).CAMR协议利用了一个新奇的编码感知路由度量CAM(coding-awarerouting metric),可以度量无线Mesh网络中节点的实际编码机会和编码能力的大小.基于CAM设计的CAMR协议可以充分利用无线Mesh网络中节点的编码机会,提高了无线Mesh网络组播的吞吐量.模拟实验验证了CAMR协议的优势及其有效性.     

基于Inter-Flow网络编码的多Sink无线传感器网络Anycast路由

以最大化时间驱动型传感器网络的生命周期为目标,基于Inter-Flow网络编码,提出了多Sink环境下编码感知的交叉路径任播路由协议CodeMesh.首先分析多跳无线网络下单播流间编码条件,提出并证明了多Sink任播网络模型下的编码规则;进而提出多流编码簇的概念,以及确定编码簇个数和优化编码簇成员的方法;定义了统一量化编码和非编码路径代价,并综合链路质量、负载平衡和编码收益的路由度量;最后设计了兼具反应式源路由和主动式路由特点的任播编码路由协议.CodeMesh充分利用Sink节点丰富的计算和通信资源,将路由优化与重构、路由更新与维护与周期性数据收集过程相结合,大大降低了路由开销.部署于实验床平台的实验结果表明,CodeMesh能够有效寻找到具有最多编码机会的路径,从而减少数据传输次数,提高网络传输效率,同时平衡节点负载和能耗,延长整个网络的生存时间.     

一种基于能量的网络编码感知路由算法

目前网络编码感知路由的研究很少考虑节点的能量.由于无线网络的性能受节点能量的影响非常大,延长网络的生存时间非常的重要.本文提出一种基于编码机会和能量的度量,利用这种度量设计了一种基于能量的编码感知路由协议ECAR(Energy-based Coding-aware Routing).仿真实验表明,这种方法可以减少传输能耗,使得网络的负载均衡,延长网络生存时间.     

Ad Hoc网络中基于网络编码的无线路由协议研究

为了解决分布式编码感知路由(DCAR)中可能出现的吞吐量减少的问题,提出了一个支持网络编码技术的无线路由协议,以提高网络吞吐量.在路由发现过程中,每个节点利用路径信息和路由请求包(RREQ)来判断编码的可能性,必要的时候通过路由转换的方式来寻找具有网络编码机会的路由.仿真结果表明,协议能有效的发现具有编码机会的路由,进而提高网络吞吐量.     

一种基于干扰感知的网络编码意识路由

针对编码机会对数据流传输相对集中的要求,而数据流集中可能会造成传输干扰增大的问题,提出一种新的考虑干扰感知的编码意识路由判据ECXWI,结合一定的路由发现、路由维护机制,形成一种新的编码意识路由算法CARWI,该算法综合考虑了编码机会以及无线传输干扰等因素。仿真证明,并与采用最短路径路由的网络编码机会路由传输机制COPE相比,CARWI在网络吞吐量、端到端时延指标上有更优的表现。     

无线Mesh网中一种基于局部拓扑的路由协议

针对COPE算法依赖于传统路由协议来被动地探测网络编码机会的不足,提出一种改进的路由协议NCBRP。在路由发现过程中,NCBRP根据局部拓扑结构信息来主动地感知编码机会,寻找最少跳数、最多编码机会的路径的折衷,同时采用速率匹配的方法减缓拥塞。此外,还提出一种基于局部拓扑结构的网络编码算法BILNC。仿真结果表明,NCBRP能够有效地获得结合网络编码的最短路径,从而达到提高网络吞吐量、降低平均端到端延迟的目的。     

基于干扰感知的无线自组网多播机制

在采用网络编码的无线自组网多播场景中,为了有效地克服节点密度较大时干扰对多播整体性能的影响,提出了一种衡量路径干扰情况的路由度量标准。基于该度量标准,对网络编码机会和节点间干扰避免进行了均衡处理,构建出一种基于部分网络编码的无线自组网干扰感知多播路由机制。仿真结果表明,该机制在能耗、延时和吞吐量等性能方面均优于基于传统网络编码的多播方案,因此特别适用于节点密度较大的场合。     

基于能量感知的移动低占空比机会网络纠删编码算法

低占空比(low-duty-cycle,简称LDC)技术是当前延长无线传感器网络生命周期的最关键技术,为了有效延长机会网络生命周期,将低占空比技术引入机会网络,形成LDC机会网络.但是,现有机会网络路由算法不能很好地适应LDC环境,其性能会大幅度下降.为了解决该问题,提出一种基于能量感知的移动低占空比机会网络纠删编码算法E-EC.仿真实验结果表明,与现有的典型机会网络路由算法相比,E-EC算法在延长移动机会网络生命周期以及增加数据传输成功率等方面带来明显的性能提升.     

网络编码感知的无线机会路由性能分析模型

结合基于优先级的ACK回复策略,提出网络编码感知的无线机会路由性能分析模型。该模型探讨多个中继节点时无线信道丢包对网络性能的影响。为此,建立二维马尔科夫链模型对802.11 DCF信道接入机制进行数学建模分析,从而得到数据包成功投递概率和网络吞吐量公式。数学分析结果表明:结合机会路由和网络编码,通过增加中继节点数量,可以提高数据包的投递概率和网络吞吐量。     

Coding- and interference-aware routing protocol in wireless networks

Network coding is considered as a promising technique to increase the bandwidth available in a wireless network. Many studies show that network coding can improve flow throughput only if an appropriate routing algorithm is used to identify paths with coding opportunities. Nevertheless, a good routing mechanism is very difficult to develop. Existing solutions either do not estimate the path bandwidth precisely enough or cannot identify the best path in some situations. In this paper, we describe our coding-aware routing protocol that provides a better path bandwidth estimate and is able to identify high throughput paths. Extensive NS2 simulations show that our protocol outperforms existing mechanisms.     

一种基于网络编码的无线网络机会路由算法

机会路由和网络编码是近几年出现的两项新技术,它们能使有损网络达到较高的吞吐量.然而,已有的研究两者大多是分离的,这样不能同时发挥两者的优势.提出了一种基于网络编码的无线网络机会路由算法- MinACK( Minimum ACKnowledgement),它结合了机会路由和网络编码各自的优势,能够在网络中同时传输多个段的...     

网络编码的研究进展

网络编码允许网络节点在传统数据转发的基础上参与数据处理,已成为提高网络吞吐量、鲁棒性和安全性的有效方法.在介绍网络编码基本原理的基础上,比较了集中式和分布式网络编码构造方法的优缺点,并对实用网络编码设计中涉及的同步、纠错、编解码速度等问题进行了评述;进而,对网络编码在无线网络、P2P系统、分布式文件存储和网络安全等领域的最新应用进行了总结;最后对网络编码的理论和应用研究的发展趋势进行了分析与展望.设计简单高效的实现机制,并与其他领域的技术如信道编码与调制、路由算法、队列调度以及流媒体技术等的结合,将是网络编码发展的一个重要趋势.     

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.     

Survey of network coding-aware routing protocols in wireless networks

In recent times, there have been many advances in the field of information theory and wireless ad hoc network technologies. Regarding information theory progression and its connection with wireless ad hoc networks, this study presents fundamental concepts related to the application of the state-of-the-art Network Coding (NC) within wireless ad hoc networks in the context of routing. To begin with, this paper briefly describes opportunistic routing and identifies differentiation between NC-aware and NC-based routing mechanisms in wireless ad hoc networks. However, our main focus is to provide a survey of available NC-aware routing protocols that make forwarding decisions based on the information of available coding opportunities across several routes within wireless ad hoc networks. The taxonomy and characteristics of various representative NC-aware routing protocols will also be discussed. In summary, we provide a comparison of available NC-aware routing schemes and conclude that NC-aware routing techniques have several advantages over traditional routing in terms of high throughput, high reliability, and lower delay in a wireless scenario. To the best of our knowledge, this work is the first that provides comprehensive discussion about NC-aware routing protocols.     

面向编码机会路由的无线Mesh 网络广播信道接入

编码机会路由是有损无线Mesh网络中提供高吞吐量和高可靠性传输的理想方案.该路由机制建立在无线广播的多用户分集优势和随机网络编码的纠删特性之上,为广播MAC的设计引入了新的机会和挑战.基于最优停止理论,研究面向编码机会路由的机会广播信道接入问题,提出一种在接入延迟和信道交付能力之间加以折衷,以获得最优的平均有效速率的方法,并在IEEE 802.11 DCF协议基础上设计实现面向NCOR的广播MAC协议O-BCast.仿真结果表明,该协议显著提高了编码机会路由的端到端吞吐量,具有网络负载自适应的良好特性.     

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.     

无线自组网中一种高效的路由协议

无线自组网与传统的有线网不同,它由一些可移动的结点组成,这些结点的带宽、计算能力和能量都受到一定限制。针对这种网络,研究者们提出了按需路由协议,这些协议非常适合无线自组网这种拓扑结构,但是由于缺乏对全局拓扑和结点移动性的了解,可能达不到最优。因此提出了一种高效的路由协议ERNC,该协议基于已提出的SHORT路由协议[13],并对以前所提出的NAOR协议[14]进行了扩展,即利用网络编码技术来进一步提高路由协议的性能。最后,使用NS-2模拟器来评估ERNC的性能,结果显示ERNC在分组投递率和平均端到端时延等方面获得了比已有协议更好的性能。     

mesh网络中基于效用转发的网络编码算法

在已有的无线Mesh网络路由算法的基础上,针对网络的动态变化性和差异性等因素带来的问题进行了研究,提出一种基于效用转发的网络编码算法.首先利用节点间的历史通信数据,动态获取不同网络环境下影响效用值的各因素所占的权重值;然后在簇头节点和汇聚节点处进行二维随机线性网络编码,结合节点的剩余能量、效用值和丢包率判断节点能否进行编码,并且采用编码包优先传输的策略转发数据包;最后综合利用网络时延、效用值和节点间的跳数,选择最优的下一跳转发节点.仿真结果表明,该算法能更好地提升数据包的转发效率,降低传输时延,提高网络的性能.