无线网络编码感知路由技术研究

• 作 者: 高祥
• 机 构: 电子科技大学
• 出 处: 电子科技大学
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 编码感知路由 编码机会 匹配速率 匹配分组 自适应编码

网络编码是一门通过最小化数据分组的传输次数来改善网络吞吐性能的新理论。无线信道的广播特性,无线网络较低的吞吐量,以及无线设备复杂的运行环境为网络编码提供了合适的运用场景。一种与路由技术结合,具备编码机会主动感知能力的编码方法,即编码感知路由算法,是近年来网络编码在无线网络中应用研究的重要分支。本文提出了一种可速率匹配的编码感知路由算法,并根据后续分析对算法进行了改进。文章以充分、合理利用网络编码机会为出发点,对不同数据流分布模型下的多跳多节点编码结构开展了研究,并在此基础上提出一种补充编码条件。针对确定编码结构和随机编码结构,论文对其中的可编码节点数目进行了统计对比。结合编码机会数目和路径的匹配编码速率两种因素,文章设计了适用于编码感知路由的综合路由判断准则。文中对路由消息格式进行了设计,在路由请求和路由回复两种控制消息中加入了编码机会和匹配速率字段,在路由建立过程中,节点可获取并更改这两个参数。通过收到的路由回复消息,路由请求节点可以确定最佳转发路由集。根据路由准则,文章设计了路由协议的过程,并对每一步操作的流程进行了阐述。随后,论文在NS2中对新协议的性能进行了分析验证。中继节点对可编码分组的不当处理,会导致编码机会使用效率低下,针对此问题,文章提出了一种改进方法。通过建立数据分组到达模型,确定固定和随机两种匹配分组等待时长,来改变中间节点对分组的处理方式,并根据排队论思想分析实验结果。为保证不同信道环境中网络编码的性能,文中提出了自适应编码调节机制,根据网络不同状态,合理选择是否执行网络编码,从而减少因网络编码给系统性能带来的不利影响。对提出的路由算法和改进方案,论文都进行了仿真验证,结果表明,采用匹配编码机制可改善由网络编码引起的网络拥塞现象,网络中继节点对匹配分组的处理可提高编码机会的利用效率,同时自适应网络编码的应用可确保网络编码在不同环境中的使用更加合理。