轻量级局部网络编码感知策略的研究

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由于无线网络的广播特性,网络编码技术在无线网络上得到了深入的研究。局部网络编码机制中数据包的编码和解码操作都是在局部范围内实现,目前局部网络编码的编码方式多采用COPE中T间隔通知机制。本文主要针对局部网络编码中的编码感知机制展开研究,针对T间隔通知机制带来的通知代价问题,研究了无通知机制情况下的编码策略和轻量级的白适应通知机制,目的是减少通知的代价,同时提高编码效率。本文的主要工作如下:测试了τ间隔通知机制中的编码开销,仿真实验表明该机制中T值越小节点发送接收报告产生的开销越大,对网络的影响也越大。我们提出了一种无需编码通知信息的编码感知机制NCBNT (Network Coding Based on Neighbor Topology).该机制中,编码节点可依据自身的邻居拓扑关系和数据包的路径信息来判断数据包之间是否可以编码,而不需要发送额外的通知信息,但直接编码带来的问题是编码包不可解码率较高。进一步,在该机制中通过增加侦听项列表和缓存清除的策略,从而使得节点侦听得到的有效解码数据包增加,降低了不能解码的比例。NS2的仿真结果表明NCBNT相对于τ间隔通知机制能提高网络的编码次数和吞吐量,但编码包不能解码的比率仍然在10%左右。针对NCBNT机制无法进一步降低不可解码率的问题,我们分析了该机制不能保证所有编码包解码的原因,发现由于无线网络MAC层竞争中的隐藏站问题,导致某些节点尽管在通信侦听范围内,但无法侦听到所有用于解码的数据包。为了提高解码率,我们认为通知机制仍然是有必要的。为了降低τ间隔通知机制的开销,本文提出了一种应用于局部网络编码的轻量级自适应通知机制ARSM (Adaptive Report Sending Mechanism),该机制中,每个节点依据侦听数据包的个数白适应地决定发送接收报告的时刻,在保证编码效率的前提下有效地降低了网络用于发送接收报告的开销。仿真实验结果表明,ARSM机制相对于τ间隔通知机制能保证较好的编码效率,产生更少的接收报告报文,具有更高的有效吞吐量。图36幅,表2个,参考文献55篇。
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