基于网络编码的无线网络重传方案综述

网络编码技术为无线网络包重传问题研究提供了新思路.介绍了传统重传方案的局限性,在此基础上重点介绍目前基于网络编码的典型无线网络重传方案,从5个不同的角度对现有的大量重传方案进行了归纳与比较,在此分析总结基础上对后续研究工作进行了展望.     

高损耗无线网络中基于网络编码的广播重传策略

利用网络编码减少无线传输信息量的原理,结合高损耗无线广播丢包特点,提出多接收节点情况下网络编码组合重传的方法,给出基于网络编码的高损耗无线网络广播重传策略。通过对广播节点保存的信息接收情况矩阵进行丢失概率排序得到新的接收情况矩阵,再按照基于网络编码的多节点编码组合定理寻找满足可解性条件的丢失包组合。对于广播节点,将丢失包组合存入发送序列,进行编码组合,广播发送;对于接收节点,得到编码组合包,进行解码操作,解出丢失包。理论分析结果表明：策略中的编码信息包在所有接收节点具有可解性,可以达到重传目的。模拟测试表明：不同的节点丢包率和广播接收节点数目下,与逐个重传的策略相比,发送次数显著减少。尽管节点需要更大的计算能力,但是可以接受,策略可行。     

无线网络中应用机会式网络编码的广播重传方法

为了提高无线网络中数据包的传输效率,提出了一种利用机会式网络编码的无线广播重传方法(WBR方法).该方法在基站先以最小重传次数下限为约束条件选择编码数据包,再传输采用机会式网络编码方法生成的组合重传包,在终端从收到的单个或多个组合重传包中恢复丢包.由于选择了更多的丢包编码生成组合重传包,使终端能从更少的组合重传包中恢复其丢包,从而有效地减少了广播重传次数.相比传统自动重传请求方法和基于网络编码的重传方法,WBR方法具有传输效率更高的特点.仿真结果表明,与自动重传请求方法和已有的基于网络编码方法相比,WBR方法的平均广播重传次数最少,而且相比自动重传请求方法的平均重传次数减少了55%.     

一种基于网络编码的无线广播高效重传方法

为了提高无线网络中重传数据包的重传效率,提出一种基于异或网络编码的数据包重传方法,并采用了优化的丢失包编码组合策略.     

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.     

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.     

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。     

无线网络中基于网络编码的可靠通信问题的研究

随着经济的不断发展,科学技术也在不断向前进步,无线网络技术的更新速度也逐渐加快,从原来的2G网络发展到了后来的3G以及4G网络。无线网络在自身优势的帮助下已经深入到了每个人的生活空闯中。因此,对于光线网络来说,确保其通信过程的安全可靠性已经是一个非常紧迫的问题。文章首先简要介绍了网络鳊码技术,然后分析了基于网络蝙码的可靠通信机制的研究。     

基于网络编码的WSN可靠数据分发方法

为了实现无线传感器网络中快速可靠的数据分发,提出了一种基于网络编码的可靠数据分发方法,其核心思想是结合随机线性网络编码和泛洪协议实现数据分发.针对数据传输冲突导致目的节点不能收到所有数据的问题,重点讨论了保证可靠数据分发中的重传机制,目标实现了100％的分发成功率.通过仿真实验,一方面分析了所提出方法对网络性能的影响,...     

无线传感网络中预设节点优先级的延时分析

随着无线传感网络节点的增加,网络延时、丢包随之增加.基于有的节点产生的数据相对其他节点会比较重要.为有效减小这类节点的延时,提出了一种优先级算法,在可能改变其他节点传输延迟的情况下,通过给这类特定节点预设较高数据传输优先级,以较小竞争延时来使其能比其他节点更及时地发送产生的数据.仿真结果表明,在实时传输方式下,预设了节点数据传输优先级的网络能传输更多的重要数据.此外,该方案不仅使重要节点的延时大大减小,而且使整个网络的平均延时明显比无优先级节点网络的小,使网络整体性能显著提高.     

无线多跳网络中基于网络编码的高效可靠组播路由算法

针对现有的多跳无线网络中基于网络编码的可靠组播算法,节点在数据恢复阶段存在冗余的控制开销和编码包的冗余传输问题,提出一种基于网络编码的高效可靠组播路由算法(high-efficiency reliable multicast routing algonthm based on network coding,HMNC).该算法通过采取在数据恢复阶段用组播树上游节点的反馈信息替代下游节点的冗余反馈信息以及新增节点缓存机制等措施达到减小网络控制开销和降低数据的平均恢复时延的目的.理论分析和仿真结果表明,与基于网络编码的可靠组播(network coding reliable multicast,NCRM)算法相比,HMNC算法在节点数据的平均恢复时延、网络控制开销等方面的性能均得到了提升.     

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.     

一种新的基于无线网络编码的单跳传输算法

为了改善无线链路出错而降低传输效率问题,在无线中心传输结构下,基于网络编码理论,首先提出了理想的基于编码组的传输模型(ITCG),并根据无线信道易错的特性,又提出了基于重传的编码组传输模型(RTCG).基于上述传输模型,随后提出了新型的基于重传编码组模型的数据传输算法.最后通过仿真实验,分析了单播算法、基于重传的编码组传输算法的传输延迟和吞吐量变化.实验结果表明:基于重传的编码组传输算法能够提高传输效率,并且在节点突发出错情景下,能有效解决由于节点突发出错而造成的系统吞吐量急剧降问题,保证了数据传输的公平性.     

基于网络编码的传感器网络防窃听技术

对基于网络编码的无线传感器网络防窃听技术,该文采用线性网络编码技术,建立了多条不相交多路径,通过源节点和中间节点对原始数据包和接收到的数据包进行编码,窃听节点只有在接收到处于不同链路上的足够数据包数才能够成功解码获得有价值的数据。通过理论分析研究了节点通信能力和网络覆盖率的关系。结果表明:窃听者通常只有大幅增加单个节点通信半径,或者采用多节点协同窃听方式,才能提高成功窃听的概率。     

基于二次置换多项式的滑动窗口网络编码算法

网络编码(NC)是对两个或多个数据分组进行组合的一种技术,能够较好地提高网络体系的数据传输.二次置换多项式(QPP)提供了良好的数据分组优化组合功能,可以提高编码效率.该文利用二次置换多项式结合滑动窗口技术,提出了一种新的网络编码算法(QPPSW-NC),该算法能够独立解码接收到的数据分组,并控制每个滑动窗口的解码复杂...