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无线网络中基于编码感知的路由算法研究

作　者: 缪得志
导　师: 胡同森；田贤忠
学　校: 浙江工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线网络网络编码编码感知路由能量速率选择
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 63次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

无线网络可用于无线通信、监测环境以及收集数据等多种功能。然而无线网络中节点存在电源容量、存储容量、通信能力和计算能力等方面的限制。传统无线路由协议在中间节点只负责存储转发数据,这种模式下所发挥的功能有限,无法解决网络的吞吐量低下的问题。网络编码让中间节点负责对数据的计算加工功能,极大了突破了传统路由协议的弱点。主动型的网络编码算法——路由感知算法能够主动的发现编码机会,进一步提高网络的吞吐量。随着网络编码的发展,编码感知路由协议的研究也在展开,使用编码感知算法设计一种合适的路由协议是无线多跳网络研究中一个重要的挑战。本文首先介绍了传统无线网络的路由协议,然后就近年来网络编码的路由协议进行简单分析。针对被动等待的机会型网络编码协议的不足,不少研究者致力于设计合理的编码感知路由协议,其中,为编码感知路由专门设计一种合适的度量机制极为重要。本文针对现有的编码感知路由机制的不足之处提出两种改进算法,然后提出了自己的度量方案,使得编码感知算法在实际无线网络中的效益更高。目前编码感知路由的研究很少考虑节点的能量。由于实际无线网络的性能受节点能量的影响非常大,所以如何综合考虑能量和编码机会,设计路由度量,延长网络的生存时间非常的重要。本文首先提出了一种基于编码机会和能量的度量,利用这种度量设计了一种基于能量的编码感知路由协议ECAR(Energy-based Coding-aware Routing)。使用matlab仿真工具进行仿真实验,实验表明,这种方法可以减少传输能耗,使得网络的负载均衡,延长整个网络的生存时间。编码感知的路由协议能够极大地提高网络编码的效率,然而应用在802.11无线网络环境中,我们需要更多地考虑多速率等实际问题。本文其次从速率最优化的角度入手,提出一种基于速率选择的分布式编码感知路由协议RDCAR(Rate-selected-based Distributed Coding-Aware Routing),能够根据网络的信噪比选择合适的传输速率和编码方案。Matlab仿真实验表明,此方法相对于传统的网络编码路由协议,能够增加网络编码机会,提高网络的吞吐量。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究现状  10-12
  1.3 本文的研究内容和工作  12-13
  1.4 本文的组织安排  13-14
第2章相关背景知识介绍  14-24
  2.1 传统的无线网络路由协议  14-15
  2.2 基于网络编码的无线网络路由协议  15-23
    2.2.1 基本思想  15-16
    2.2.2 被动型网络编码的无线网络路由协议  16-18
    2.2.3 主动型编码感知的无线网络路由协议  18-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章一种基于能量的网络编码感知路由算法  24-36
  3.1 ECAR基本思想  24-25
  3.2 ECAR的算法及其实现  25-31
    3.2.1 路由度量  25-27
    3.2.2 路由度量的计算  27-30
    3.2.3 ECAR的路由方案  30-31
  3.3 仿真实验  31-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 802.11 中基于速率选择的分布式编码感知路由协议  36-48
  4.1 RDCAR的基本思想  36-39
    4.1.1 速率与侦听  36-37
    4.1.2 速率与成功传输率  37-39
  4.2 RDCAR的算法及其实现  39-42
    4.2.1 不同速率编码图划分  39
    4.2.2 路由度量的计算  39-41
    4.2.3 路由算法的实现  41-42
  4.3 仿真实验  42-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章总结与展望  48-50
  5.1 本文创新点  48-49
  5.2 今后工作展望  49-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
攻读学位期间参加的科研项目和成果  54

无线网络中基于编码感知的路由算法研究

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