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网络编码技术及其应用研究

作 者: 梁晓晴
导 师: 张登银
学 校: 南京邮电大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 网络编码 无线传感器网络 GEAR 多径传输
分类号: TN915.01
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 36次
引 用: 0次
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内容摘要


2000年,R. Ahlswede等人提出了网络编码的概念,它完全颠覆了传统的路由方式。网络编码技术允许网络节点对接收到的数据信息进行编码处理,然后将编码数据包发送出去;接收端根据接收到的部分编码数据包进行解码,从而恢复出原始数据包。随着网络编码理论和应用的不断深入研究,发现网络编码不仅可以提高网络的吞吐量,还可以改善负载均衡、节省节点能耗、增强网络鲁棒性。本文首先对无线传感器网络的基本概念和网络编码的基本原理进行了介绍,并分析了无线传感器网络面临的问题和研究现状。此外,本文还阐述了网络编码在无线传感器网络中应用所具有的优势,从而引出本文的研究重点。其次,本文分析了GEAR路由协议的优缺点和改进方案。针对GEAR协议的缺点,引入自适应网络编码AdapCode,在GEAR路由协议的基础上,提出了一种改进的路由协议ANC-GEAR。ANC-GEAR路由协议可以根据当前网络的链路密度动态决定网络编码方案,从而充分利用网络的现有资源。仿真结果表明,ANC-GEAR协议能有效地提高网络吞吐量、节省节点能耗、减小分组时延以及延长网络的生存周期。最后,为了保证网络的传输可靠性,本文在ReInForM的基础上,引入网络编码技术,提出了一种新的多径路由协议NCE-ReInForM。该路由算法考虑了最短路径、剩余能量和网络局部最优等因素,和原始ReInForM路由协议相比,NCE-ReInForM路由协议可以减少传输路径数,并大大减少数据包的转发次数和重传次数;NCE-ReInForM路由协议还采用了节点能耗机制,即优先选择剩余能量较多的节点作为下一跳节点。仿真结果表明, NCE-ReInForM路由协议不仅能保证网络的可靠性,还能有效地节省节点能量、均衡网络能量、减小分组时延。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 研究内容和组织结构  10-12
第二章 无线传感器网络网络编码  12-22
  2.1 无线传感器网络  12-16
    2.1.1 无线传感器网络概述  12-13
    2.1.2 无线传感器网络的路由协议  13-15
    2.1.3 无线传感器网络面临的问题  15-16
  2.2 网络编码  16-20
    2.2.1 网络编码概述  17-18
    2.2.2 网络编码的分类  18-19
    2.2.3 网络编码的应用方向  19-20
  2.3 网络编码在无线传感器网络中的应用  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 一种基于自适应网络编码的无线传感网路由协议  22-42
  3.1 问题的提出  22-23
  3.2 现有研究工作  23-27
    3.2.1 基于位置和高效能量感知路由协议GEAR  23-24
    3.2.2 自适应网络编码AdapCode  24-27
  3.3 一种基于自适应网络编码的路由协议ANC-GEAR  27-34
    3.3.1 网络编码算法的选取  28
    3.3.2 自适应地确定编码方案  28-30
    3.3.3 ANC-GEAR 协议的设计与实现  30-34
  3.4 仿真与性能分析  34-41
    3.4.1 仿真环境和参数设置  34-38
    3.4.2 仿真结果及其分析  38-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 一种基于网络编码的无线传感网多径路由协议  42-62
  4.1 问题的提出  42-43
  4.2 现有研究工作  43-48
    4.2.1 无线传感器网络多径路由协议ReInForM  43-47
    4.2.2 随机网络编码方案RNC  47-48
  4.3 一种基于网络编码多径路由协议NCE-ReInForM  48-56
    4.3.1 协议数据包格式的设计  49-51
    4.3.2 路径数的理论计算  51-53
    4.3.3 NCE-ReInForM 协议的基本流程  53-56
  4.4 仿真和性能分析  56-61
    4.4.1 仿真环境和参数设置  57
    4.4.2 仿真结果及其分析  57-61
  4.5 本章小结  61-62
总结与展望  62-64
致谢  64-65
攻读硕士期间发表的论文  65-66
攻读硕士学位期间参加的科研项目  66-67
攻读硕士学位期间获得的专利申请  67-68
缩略词  68-69
图表清单  69-71
参考文献  71-74

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信网理论
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