多源多中继无线网络中基于随机线性网络编码的调度方案

现有多中继无线网络中传输调度方案主要针对单信源且转发链路状态相同的情况,多采用顺序转发的调度方式,传输效率较低。针对此问题,该文提出一种基于随机线性网络编码的优先级调度方案。该方案在不同的传输阶段,利用信息包接收状态或编码向量之间的线性关系生成反馈信息,计算中继节点的有效信息包数。在转发链路状态不同的情况下,综合考虑各中继节点的有效信息与链路传输可靠性,确定优先级,从而完成调度。该方案实现了多中继对多信源信息的协同转发,在转发链路状态差异较大时,能自适应地选择最优转发节点和路径,提高信息包的传输成功率。仿真结果表明,相比传统基于单信源或顺序调度的方案,该方案能有效提高网络吞吐量,减少重传次数。     

无线Mesh网中基于网络编码感知的分组公平调度机制

 利用竞争无线媒介的用户的传输代价不同,本文提出了一种基于网络编码感知的分组公平调 度机制FSNC.FSNC机制的基本调度单位是编码集,编码集中的用户将依据自身在编码集中的 权重,公平地获取统计上的长期和短期系统服务时间.FSNC机制是通过用户的ARQ反馈消息, 感知用户的解码能力从而做出调度决策的.理论和仿真实验证明,FSNC机制在改善多用户分 集系统的用户的吞吐率的同时,能够为多用户提供公平的服务时间.     

基于网络编码的感知无线网多中继机制

多中继感知协作通信技术是无线通信领域中,利用时空分集提升网络吞吐量的热门研究方向。该文首次提出了感知无线网中分布式译码转发后的中继冗余问题,并在理论与仿真上证明了现有传输协议不仅不足以支持多中继感知通信,而且由于其衍生了大量冗余而降低了网络吞吐量。针对该问题,该文提出了在缓存队列中结合随机网络编码的中继机制,从而有效地避免了中继冗余,使得多中继感知的吞吐量接近理想上界,减少缓存空间的占用,仿真结果表明该文提出的机制是一种高效实用的感知中继传输机制。     

应用网络编码的分组交换调度算法

网络编码理论与交换调度算法相结合重点是实现在联合输入输出排队（CIOQ）交换结构中提供组播服务。文章证明了对一个流中的分组进行线性网络编码可以承载不允许网络编码时不能够承载的交换流量模式,也就是说,网络编码允许CIOQ交换结构在实现组播服务时有更大的速率区域,并给出了基于图论方法的描述。运用增强冲突图的稳定集多面体等概念,文章证明了计算离线调度的问题可以简化成某种图染色问题,同时,也针对组播调度提出了一个称之为最大权重稳定集的在线调度算法。     

联合信道网络编码研究综述

网络编码技术可以提高网络吞吐量和传输性能,均衡网络负载。在无线传感器网络中,应用网络编码和信道编码联合编码技术可以降低节点数据处理复杂度,大幅提升系统整体性能。基于传统网络编码模型,在节点中加入数据调制功能,可以实现网络编码和信道编码的联合编码,信道编码则采用各方面性能较好的Turbo码和LDPC码。结果表明,在10-4误码率下,联合编码方案的信噪比相比于传统编码方案有1.5 dB的节省。     

A New Network Coding Mechanism Balancing Coding Opportunities,Energy and QoS in WSNs

A new Network Coding mechanism in WSNs （Wireless Sensor Networks）, which is named COEQ and aims at balancing coding opportunities, energy and QoS, is proposed and analyzed. Implemented on the basis of traditional AODV protocol, COEQ evaluates several metrics of paths comprehensively with TOPSIS method including minimum remaining energy, coding opportunities, QoS and so on, so as to select the optimal transmitting route. Experiments on NS[2] show that COEQ can improve throughput and save energy when the transmitting rate is low.     

基于信号空间对齐的网络编码方案

在多用户协同中继系统中,受共信道干扰的影响,系统性能下降严重。提出了一种融合多源信号空间对齐和网络编码的方案,每个用户通过中继向其他的用户发送不同的信息,同时也通过中继接收其他用户的不同信息。整个过程可分为多址接入信道(MAC)和广播信道(BC)两个阶段。在MAC阶段,利用信号空间对齐技术在中继形成较少的信息量、抑制多用户干扰。在BC阶段,通过中继的网络编码,设计简单的预编码算法,有效降低了用户译码的复杂度。整个系统的完成只需要两个时隙,能有效地抑制干扰和提高系统自由度。     

网络编码调度策略的研究

网络编码是通信领域的一项重大突破,其基本思想是建立在网络信息流的基础之上,通过网络节点对来自不同链路的信息流进行编码处理,使其既能实现传统路由功能,又能实现对信息的编码处理。分析了等速率的网络编码调度策略,并把自适应传输技术应用到网络编码的调度策略,然后通过Matlab仿真分析,验证了自适应的网络编码策略可提高通信系统的网络编码增益、吞吐量和减少数据传输延时方面的贡献。     

实用网络编码系统的可靠传输策略

在实用网络编码系统的基础上,通过在编码端对分组数据包的编码向量引入三种保护策略：循环冗余校验、空时分组码以及根据不同的信噪比在两种保护方法之间切换,来提高和平稳通信质量。仿真结果表明：这三种机制,都可以有效提高实用网络编码系统中的通信质量。而采用保护模式切换的方案可以在大量减少重传次数的基础上消除通信质量不稳定的问题。     

基于单控制方的可控量子网络编码方案

本文提出了基于单控制方的可控量子网络编码方案,实现对传统量子网络编码方案中接收方的解码控制.该方案以经典XQQ(Crossing Two Qubits)协议为基础,引入可控隐形传态的控制方到网络编码模型当中,对两个接收方的解码实现控制.方案分析表明,这种新型方案实现了在没有控制方允许的情况下,即使攻击者获得了接收方全部信息也无法解码获得传输的量子信息,从而提高了量子网络中信息传输的安全性.     

中继协作无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案

无线广播网络传输过程中,目的节点反馈信息丢失或部分丢失导致发送节点不能了解目的节点的真实接收状态.为提高不完美反馈下无线网络的重传效率,本文提出中继协作无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案.本方案基于部分可观察马尔科夫决策过程对不完美反馈下的重传过程进行建模.发送节点根据系统观测状态和最大置信度更新系统估计状态,根据数据包发送顺序,优先选择最早丢失且能够恢复最多丢包的编码包重传.目的节点缓存不可解编码包以提升编解码机会.重传过程中源节点关注目的节点请求包需求,相同情况优先选择传输可靠性较高的中继节点,以提升传输有效性.仿真结果表明,在不完美反馈下相对于传统方案,本方案可有效提高重传效率.     

Terminal‐Assisted Hybrid MAC Protocol for Differentiated QoS Guarantee in TDMA‐Based Broadband Access Networks

This paper presents a terminal‐assisted frame‐based packet reservation multiple access (TAF‐PRMA) protocol, which optimizes random access control between heterogeneous traffic aiming at more efficient voice/data integrated services in dynamic reservation TDMA‐based broadband access networks. In order to achieve a differentiated quality‐of‐service (QoS) guarantee for individual service plus maximal system resource utilization, TAF‐PRMA independently controls the random access parameters such as the lengths of the access regions dedicated to respective service traffic and the corresponding permission probabilities, on a frame‐by‐frame basis. In addition, we have adopted a terminal‐assisted random access mechanism where the voice terminal readjusts a global permission probability from the central controller in order to handle the ‘fair access’ issue resulting from distributed queuing problems inherent in the access network. Our extensive simulation results indicate that TAF‐PRMA achieves significant improvements in terms of voice capacity, delay, and fairness over most of the existing medium access control (MAC) schemes for integrated services.     

DTMSN中基于效用和网络编码的数据传输

基于SF数据传输策略和网络编码,提出了一种新的数据传输策略,即SF-NC。SF-NC的基本思想是把消息编码后转发给更有可能与数据汇聚节点通信的传感器节点。SF-NC有Spray和Focus这2个阶段组成,前者完成对冗余数据消息的分发,后者根据不同时刻各传感器节点效用值的大小进行编码数据消息的传输。仿真实验结果表明,SF-NC在提高网络的传输性能上比DTMSN中现有的几种数据传输策略要优越。     

一种新的基于虚拟队列的无线多播网络编码调度策略

网络编码由于其传输效率高的特性,近年来在无线多播网络中得到广泛的应用。针对无线多播网络中丢包自动重传效率低的问题,该文提出一种新的基于虚拟队列中数据包到达时间的编码调度策略(CSAT)。在CSAT策略中,为了提高编码效率,采用虚拟队列来存放初始以及未被所有接收者接收到的数据包。考虑到队列的稳定性,CSAT策略按照一定的比率从主次队列选择发送;在次队列发送数据包时,结合了编码和非编码两种方式,根据数据包到达队列的先后,选取能够使较多数据包参与编码的方式发送。仿真结果表明,该文所提的CSAT编码调度策略在有效提高了数据包传输效率的同时,提高了网络的吞吐量并降低了平均等待时延。

     

网络编码在网络安全中的应用

网络编码的思想在1999年由杨伟豪和张珍首次提出,由Ahlswede等人进一步发展和扩充,安全的网络编码也随即提出。蔡亍和杨伟豪首先针对单信源有向无圈网络给出了安全网络编码的定义和模型,其他研究者也各自提出了不同的安全模型,如J P Vilela提出了轻量级安全的网络编码,K Bhattad提出了弱安全的网络编码等,另外还有抗拜占庭攻击的网络编码。网络编码理论亦在网络纠错中得到了应用,杨伟豪和蔡宁推广了经典纠错码,引入了网络纠错码,杨胜豪在杨伟豪和蔡亍研究的基础上,研究了线性网络编码的重量性质。     

基于自适应随机线性网络编码的优先级调度方案

该文针对无线多播网络中基于随机线性网络编码(RLNC)调度方案计算复杂度高,且网络传输性能易受反馈信息影响等问题,提出一种基于自适应RLNC的优先级调度方案(PSARLNC)。该方案结合视频流的特征采用适应多播的RLNC,相较于传统RLNC计算复杂度降低。经过初始传输后,在后续数据恢复阶段,综合考虑数据包剩余传输时隙,选取目的节点增益最大传输方式,最大化数据传输。同时,各中继节点根据接收情况,构建各自解码概率值,并以此为依据确定调度优先级并完成转发,自适应调整各节点传输,有效减少对反馈信息的依赖。仿真结果表明该方案与完全反馈方案性能十分接近,且在减小计算复杂度和降低对反馈信息依赖同时保证了较好的性能。     

一种网络编码和信道编码的联合设计

网络编码技术可以大幅度提高网络的吞吐量和鲁棒性,因此已成为近年来的研究热点。在研究无线网络中物理层网络编码技术的基础上,提出了多址信道中一种联合网络编码和信道编码的设计方案。该设计利用LDPC码和网络编码的线性特性以及软输入软输出模块设计,不仅减少了编译码的复杂度,而且在高的信噪比情况下可以获得良好的性能。仿真结果表明,该设计方案不仅容易实现,而且性能接近网络信道容量的上限,相比传统的设计技术至少能够提高1．6倍的增益。     

基于网络编码的实时调度机制

无线网络越来越多地用于承载具有延时约束的实时应用,延迟成为无线网络服务质量的重要度量指标,而网络编码可以利用无线网络的广播特性,通过发送编码分组来减少分组传输次数,也就降低了传输延迟。这些实时应用的特点是分组截止时间是有约束的,也就是说,分组需要在截止时间的范围内发送到目的节点,否则,这些分组会由于截止时间超期而被丢弃。因此,文章基于网络编码对此进行实时调度机制的研究,使用拉格朗日对偶分解法和原始对偶更新法确定源节点每次发送的最优化分组块的大小和组成,并且给出了无线网络资源分配的确定性算法和随机性算法。     

车联网中基于网络编码的优先级信息分发方案

车联网中信息的共享尤其是紧急信息的分发至关重要。然而,传统的广播方式易引起网络风暴,导致信息传输时延高,预警效果差。为了实现海量信息的共享以及紧急信息的快速分发,提出了一种基于优先级的信息网络编码算法（Priority-based Information Network Coding Algorithm,PINCA）,根据信息类别确定优先级别,优先对高优先级数据包进行线性网络编码与传输。仿真结果表明,相同仿真环境下,采用所提的PINCA时,紧急信息传输时延比现有传输方案下的时延减小了至少23.494 4 ms,同时算法的时间复杂度也低于现有方案,可应用于路边设备稀疏的车联网系统中。     

基于网络编码的无线自组织网数据分发机制

 无线自组织网络中,移动台能量有限,为了延长生存期,需要减少中间节点之间的数据包交换次数,本文提出一种基于网络编码的数据分发机制CRNC,同基于泛洪的传统数据分发机制相比,CRNC在大幅度减少传输次数的同时,只增加了少量时延.理论分析及仿真试验,证明了采用网络编码的CRNC可以在传输时延和能量消耗上取得更好的均衡.