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多跳无线Mesh网络中网络编码性能研究

作　者: ManarSabahAl-Kali（玛纳尔）
导　师: 喻莉
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 网络编码无线Mesh网络编码感知路由
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 12次
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内容摘要

近年来无线Mesh网络(WMNs)凭借其低成本接入互联网和高效的扩展性等优势而受到网络领域的关注。但无线Mesh网络由于吞吐量有限,可靠性低而难以满足高清视频,文件共享以及网络游戏等应用的需求。网络编码自产生以来就被用于解决WMNs中的吞吐量问题,它已被应用到多种网络机制中来达到提高吞吐量的目的。无论这些机制是基于数学理论计算还是实际试验床,它们都利用了无线广播特性混合来自多个源的数据,从而节省带宽。随着近几年的发展,这些基于无线网络编码的吞吐量优化方法可以分为两类:第一类是依靠传统路由协议来确定从源节点到目的节点的路径,在该路径上寻找可能的编码机会来进行编码,这种方式称作非编码感知路由;而另一类为编码感知路由,它是指根据源节点与目的节点之间的路径的编码机会来确定路由。本文对上述两类方法进行了调研与比较,并对两个代表性的网络编码协议进行了对比分析。其中一个是非编码感知的路由协议COPE,该协议在IP和MAC层之间加入了编码层,当节点发现编码机会时便对数据进行编码操作。而另一种协议采用了编码感知路由方法,它为接收到的数据包指定了两种报头分别来标记编码包和原始包,以此来主动寻找编码机会,并在此基础上确定从源节点到目的节点的路由,该协议被称作BEND协议。我们在多个不同的WMNs拓扑下对COPE和BEND的协议性能进行了分析,比较在具有多个单播的多跳WMNs中的协议性能,包括数据编码的能力,资源共享效率,拥塞控制等。实验表明,BEND协议在进行第一跳转发时可以达到预期的性能。但随着中继节点数量多于两跳时,COPE的性能相对于BEND来说具有更好的稳定性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
LIST OF FIGURES  8-10
LIST OF TABLES  10-11
1 Introduction to Wireless Mesh Networks and Network Coding  11-21
  1.1 Basic knowledge  11-12
  1.2 Wireless mesh network throughput and network coding  12
  1.3 Opportunistic approach of wireless network coding  12-13
  1.4 Network coding‘s XOR-ing operation, coding and decoding concepts  13-15
  1.5 Coding oblivious-routing and coding aware-routing  15-16
  1.6 Related work  16-19
  1.7 Objective of thesis  19-20
  1.8 Thesis organization  20-21
2 The Packet Level Network Coding (COPE)  21-30
  2.1 COPES upon wireless multi-hop networks:  21-22
  2.2 Coding  22-24
  2.3 Coding/Decoding module  24-25
  2.4 Decoding algorithm  25
  2.5 Implementation of COPE  25-28
  2.6 Summary  28-30
3 The MAC-layer Proactive Mixing (BEND)  30-39
  3.1 Basic idea  31-32
  3.2 Design of BEND  32-35
  3.3 Encoding of BEND (queuing and mixing strategy)  35-36
  3.4 Decoding, acknowledgement and retransmission  36-37
  3.5 Summary  37-39
4 Simulation and Discussion  39-69
  4.1 Environment  39
  4.2 Simulation setup and parameters  39-40
  4.3 Simulation of path intersection topologies  40-50
  4.4 Simulation of 3-tier topologies  50-57
  4.5 Simulation of chain topologies  57-62
  4.6 Simulation of WMNs topologies  62-67
  4.7 Summary  67-69
5 Conclusion and Future Work  69-72
  5.1 Conclusion  69-71
  5.2 Future works  71-72
Acknowledgment  72-73
References  73-75

多跳无线Mesh网络中网络编码性能研究

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