MANET中能源效率的滑动窗口网络编码

提出了一种移动Ad Hoc网络中能源效率的滑动窗口网络编码(SWNC-EE).该算法通过节点度分布的重新组合对数据分组进行编码,能较好地控制每个滑动窗口解码的复杂性,完整地接收编码数据分组以及恢复出原始数据分组.使用网络仿真软件NS2对SWNC-EE算法的编码开销、解码复杂性、能源消耗及能源效率等性能进行了分析.实验结果表明:SWNC-EE算法可以较好地提高MANET性能.     

无线单跳网络中的高效低时延网络编码算法

为了提高当前无线网络广播重传的效率,针对效用值排序(sort by utility,SBU)算法存在的搜索数据分组参与编码时效率较低的问题,提出了适用于无线单跳网络的倒序搜索网络编码(reverse search based network coding,RSNC)算法和二分搜索网络编码(binary search based network coding,BSNC)算法.通过降低因效用值之和大于接收节点数而不能编码的概率来提高搜索数据分组参与编码的效率,并且采用分组冲突检测机制(packet collision detection,PCD)快速地确定是否可以进行编码包生成.理论分析论证了RSNC和BSNC算法能有效地降低分组冲突概率;仿真结果表明,RSNC和BSNC与SBU算法相比,在编码增益保持不变的前提下能够有效地减少分组判断次数,提高编码搜索效率,降低数据分组的平均端到端时延.     

空天信息网络中基于滑动窗口的网络编码

空天信息网络由于受高延时、高误码的影响,吞吐量受限,如何提高网络吞吐量是一个很大的挑战.本文对提高网络吞吐量的网络编码技术和机会路由技术进行分析,重点研究了MORE协议和SlideOR协议中的网络编码机制,指出它们应用于空天中继网络中存在的不足,并将一种基于动态滑动窗口的网络编码方案(DSWNC)应用于空天信息网络中.仿真结果证明,此方案在高延时、高误码环境下具有比MORE协议和SlideOR协议更高的端到端吞吐量.     

无线传感器网络复数域网络编码合作多路径算法

分析了合作多路径传输中的复数域网络编码问题.提出了在WSN转发节点中使用复数域网络编码和合作多路径机制(CFNC-CM)进行数据分组的传输和转接机制,复数域网络编码的数据分组由中继转接节点进行编码后再转发到多路径进行数据分组的传输.通过仿真实验对2种典型的路由协议在数据分组开销、数据分组传输率和网络生存期等测量参数方面进行了性能分析和比较.仿真实验结果表明:CFNC-CM机制能较好地用于WSN网络中,相对传统机制,CFNC-CM机制能提高5%~15%的性能.     

无线网络中模糊自适应显式窗口流量控制

将显式窗口自适应技术应用于无线网络中，设计出一种基于模糊逻辑的显式窗口自适应流量控制算法．该算法依据基站缓存的变化量，通过模糊推理和判断，自适应地调整通知窗口，并将结果以显式的方式反馈给发送端，使发送端的发送窗口能够快速响应网络负荷状况，从而避免了发生网络拥塞和丢失数据分组．仿真结果显示，采用所提算法可以提高网络吞吐量，降低缓存用量，特别是当无线链路误码率较高时，其网络吞吐量比Snoop算法可提高2．3倍，而缓存用量只有Snoop算法的40%.     

CSMA/CD协议中线性退避算法的改进

传统以太网MAC(Media Access Control)子层协议CSMA/CD基于二进制指数退避机制随机选择退避等待时间,随着冲突的增多,随机等待的时间窗口增长过快,造成分组包传输延迟增加较快,网络吞吐量急剧降低。本文对传统以太网中的二进制指数退避机制进行改进,提出一种线性退避的CSMA/CD算法(CSMA/CD-LB)。仿真结果表明,该算法较传统退避算法,能较好提升网络吞吐量和分组传输延迟等网络性能指标。     

无线组播网络中应用网络编码的动态组合重传算法

针对无线组播网络中降低数据包重传次数及对抗信道衰落、建立稳定无线连接的需求,提出了一种基于网络编码的动态组合重传算法。该算法采用动态线性组合编码算法(DLCCA),以提高无线组播网络带宽利用效率。首先,利用发送端向用户发送原始数据包;其次,通过组播网络的控制信道,发送端获取了网络用户的接收状态,对未正确解码的数据包进行编码,并在传输过程中根据网络状态采用动态组合策略来形成网络编码包,从而有效提高了网络的整体吞吐量。与此同时,还进一步提出了低复杂度编码算法,并分析了所提编码算法的性能,获得了相应的理论分析结果。仿真实验表明,与传统的无编码算法和XOR网络编码算法相比,动态组合重传算法可以显著减少30%的数据重传次数,提高了网络吞吐量。     

一种基于双向数据流网络编码的无线组播机会路由

针对现有机会网络编码中存在的编码机会依赖于不同数据流间的连接节点个数和编码效率等问题,结合机会通信和网络编码的特点提出一种新的路由解决方案.首先在传统无线路由算法中引入流内编码和流间编码的概念,并设计合理的网络编码策略和响应机制,以提高编码的机会和网络的吞吐量等性能.仿真实验显示,新的优化算法可显著提高网络的吞吐量和编码增益.     

广播重传中基于多包解码的高效快速网络编码

针对当前基于网络编码的代表性无线广播重传(NCWBR)策略中,如果一个编码组合包包含了不止一个在某一接收节点丢失的信息包,就会导致编码包解码失败而丢弃编码包,从而引起分组重传次数增加、网络时延增大等问题.通过不丢弃解码失败的编码包,从多个这样的编码包中解码出信息包的思路,提出了广播重传中基于多包解码的高效快速网络编码(MDNCBR)策略,并通过增加“打破交叉关系就重传”的机制进一步提出了MDNCBR的改进方案(IMDNCBR).理论分析和仿真结果表明:MDNCBR及IMDNCBR策略能有效提高接收节点的解码效率,快速地确定须要重传的信息包,与NCWBR策略相比能够有效地减少丢失包的重传次数,降低传输时延和网络开销,提高传输性能.     

基于网络编码的无线局域网多播MAC协议及性能分析

针对现有IEEE 802.11协议无法提供可靠多播服务的缺陷,提出一种基于网络编码的无线局域网多播MAC协议MPNC.该协议对已有的ELBP协议进行了扩展,采用网络编码组传输模型发送多播数据.对于多播源节点,采用随机线性码对多播数据帧进行编码组合发送;对于多播接收节点,在接收的编码帧累积到一定数量后通过解码操作恢复出所需的原始数据.该方案有效减少了多播数据帧的发送次数,从而提高了无线带宽的利用效率.基于终端信道竞争的二维马尔可夫链模型,推导了差错信道下MPNC协议在网络饱和状态下的吞吐量理论表达式.最后,使用NS-2模拟器评估MPNC协议在不同信道误比特率和多播节点数目下的性能.仿真结果表明,MPNC比已有LBP和ELBP协议获得更优的吞吐量性能,并验证了理论分析的正确性.     

一种新的无线mesh网络编码算法

针对网络编码可以在很大程度上提高网络吞吐量,但会增加网络的复杂性这一问题,构造了一个特殊的无线mesh网络拓扑结构,提出一个新的编码算法.该算法通过构造一个虚拟源节点,利用在无线组播网络中,仅需对进入中继节点的链路进行编码,进入目标节点的链路,直接路由选择就能达到网络编码所能够达到的容量.从而允许与目的节点相连接的中继节点收到数据包后直接路由选择.与传统的基于机会的网络编码COPE算法相比,该算法有效地减少了原始数据包传输的次数,从而提高了以网络编码增益来衡量的网络吞吐量.仿真试验验证了该算法的有效性.     

基于数据分类和最小时延的LWA网络流量控制算法

无线异构网络已经成为未来无线通信网络演进的关键路径之一,多种无线网络互相融合亦是大势所趋.长期演进(longterm evolution,LET)与WLAN网络融合系统(LTE-WLAN aggregation,LWA)在改善系统频谱效率与能量效率以及提升网络系统容量与数据传输速率方面发挥着重要的作用.单一性地将LWA系统中分组数据集中协议(packet data convergence protocol,PDCD)数据单元分配给某个网络会增加网络负载和时延,所以LWA网络合理地流量控制方案愈发重要.为了提高系统吞吐量和能量效率,同时降低演进型基站(evolved nodeB,eNB)负载,提出一种基于数据分类和最小时延(data cassification and minimum delay,DCMD)的LWA网络流量控制算法.所提算法通过对传输数据进行分类并选择时延最小的网络传输对时延敏感的数据,而时延较大的网络则传输时延不敏感的数据,以此实现流量控制.仿真结果表明,所提算法能有效地提升系统的吞吐量、边缘地区用户终端(user e-quipment,UE)吞吐量和用户能量效率.     

Throughput Gain of Random Wireless Networks with Physical-Layer Network Coding

This study analyzes the impact of Physical-layer Network Coding (PNC) on the throughput of a large random wireless network,including one-dimensional and two-dimensional networks.Three different transmission schemes,(1) a traditional flow-based scheme,(2) a network coding scheme,and (3) the PNC scheme are compared to show that the PNC scheme improves wireless network throughput by a constant factor without changing the scaling law compared to the traditional flow-based and network coding schemes.Furthermore,PNC can reduce the effect of interference for the one-dimensional networks,and has a tighter throughput bound for the two-dimensional network.     

一种基于并行网络编码的无线广播重传方案

重传能够保证接收端正确地接收到数据,研究表明传统的多播重传机制会导致较低的传输效率.为了在无线广播网络中减少重传的次数,提出了一种基于并行机会式网络编码重传方案,运用并行机制,采用机会式网络编码组合不同的丢失包进行重传,其中机会网络编码重传方案大大减少了重传次数,而并行机制降低了算法复杂度.理论和实验分析说明,该方案在平均吞吐量、平均发送重传次数和平均接收重传次数等性能指标上远远好于传统重传方案,这进一步验证了基于并行网络编码机制的重传方案是有效的,即在降低复杂度的前提下能够大大减少重传次数,从而增加系统的吞吐量.     

基于数据包重要性的低时延广播重传算法

 无线广播信道存在噪声和多径衰落,导致无线广播性能较差。传统的无线广播重传技术更多地考虑重传效率,而忽视了重要数据包优先重传的问题,使得一些特殊应用难以优先获得那些重要性较高的丢包。为提高无线广播重传的性能,同时满足对数据包重要性敏感应用的需求,本文在传统广播重传技术的基础上提出了一种基于数据包重要性的低时延广播重传算法。此算法在利用机会式网络编码方法编码重传包时,根据各终端所含丢包重要性的级别,分别对丢包进行编码优先权排序,在满足各终端能够及时译码的基础上优先编码终端中重要性高的丢包,权衡丢包重要性与参与编码丢包总的数量,使得一次编码重传中,参与编码的丢包数尽可能的多,并且使重要性级别靠前的丢包优先参与编码,如此不仅保持了一个较好的重传效率,降低了传输时延,同时又缩短终端获取高重要性丢包的时间。仿真结果表明,在典型的无线信道条件下,此算法不仅保持了现有的经典策略好的重传增益,同时突出了重要性高的丢包能够优先获得的优点,降低了传输时延。     

Rayleigh衰落信道下的无线网络编码

网络编码技术是一种能有效提高网络吞吐量的新技术。但是在实际的无线网络中,数据传输会受到信号衰落的影响,导致误码率增加以及网络吞吐量下降,使得无线网络编码技术的实际性能下降。为了进一步提高无线网络编码的性能,该文分析了Rayleigh衰落信道下网络编码的性能,并将其归纳为一个最优化问题。通过求解该最优化问题,给出了编码节点的最优传输策略,即最优传输功率与最优传输速率。数值解与仿真结果显示:该策略能有效提高网络的吞吐量。     

基于网络编码的无线传感器网络功率管理

无线传感器网络中进行数据采集及其运算时均采用电池驱动,能耗便成了无线传感器网络设计时最应考虑的关键因素.采用网络编码时,中间节点发送的数据包是其接收信息的线性组合,传输一定大小数据包时最小化数据传输次数,传输次数越少,功率消耗也越少.分析了网络编码时无线传感器网络传输过程及其节能的原理,比较了是否采用网络编码的2种无线传感器网络传输方式的能效.结果表明,采用网络编码技术,可以有效地减少传输总功率,延长无线传感器网络的生存时间.     

流媒体无线Mesh网中基于机会路由的网络编码

采用机会路由下无线Mesh网络的链路吞吐量模型,利用确定性网络演算工具,得到无线Mesh网络节点数据积压的上界以及端到端数据流延迟和抖动的上界;设计满足流媒体服务质量的确定性网络编码(DNC),提出ETC作为确定机会路由中编码节点的指标,在节点数据积压未达到上界时,编码节点采用网络编码,提高网络的性能;提出ETP作为机会路由中选择候选节点的指标,主要考虑端到端的延迟和延迟抖动确定接收数据的候选集,然后,在侯选集中选择ETC最大的节点进行编码.仿真结果表明:吞吐量在增加的同时,端到端的延时和抖动值下降.     

Network Coding-Aware Routing Protocol in Wireless Mesh Networks

Network coding mechanisms, such as COPE, can improve network throughput effectively in Wireless Mesh Networks(WMN). While the Hybrid Wireless Mesh Protocol(HWMP) is suitable for WMN, its extension with COPE does not provide any added benefits; specifically, HWMP cannot establish paths with more coding opportunities. As a result, the advantages of network coding cannot be exploited sufficiently. This paper proposes improvements upon HWMP with a new, network Coding-Aware routing protocol(CAHWMP) for WMN. In the CAHWMP protocol, we propose a coding criterion based on data streams to devise an algorithm for actively detecting coding opportunities during path discovery. CAHWMP subsequently establishes paths using the codingaware routing metric, which can balance channel resource consumption and the gain due to sharing resources introduced by network coding. Simulation results show that CAHWMP can establish paths with more coding opportunities; as a result, it improves network performance such as network throughput.     

对TCP Westwood算法的改进研究

针对Westwood算法无法区分无线随机丢包和网络拥塞丢包的问题, 提出了一种改进的Westwood-c算法。在原算法基础上加入丢包区分机制和改进加性增长机制, 即通过对比积压报文数N与设定的门限值β, 对拥塞窗口Pcwnd进行设置, 使网络吞吐量保持在较高水平, 从而提高网络资源利用率。在NS-2 (Network Simulatorversion-2)仿真环境下, 将Westwood-c算法与Westwood算法在不同场景下的吞吐量进行对比实验的结果表明, Westwood-c算法的吞吐量有显著提高。