无线mesh网络中网络编码感知路由研究

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1、无线Mesh网络中网络编码感知路由研究第1章绪论1.1论文研究背景及意义无线网络是指节点之间没有有线连接，而是通过无线媒介进行互相连接的网络。现今，无线网络凭借开销小以及不依赖现有的基础设施的特点吸引了很多学术界的研究兴趣[1]。常见的无线网络根据应用场景不同主要有：无线Mesh网络（eshNetdash;网络编码被应用到无线网络中。网络编码可以有效地解决以上限制从而提升网络性能，是一种很有前景的技术。.......1.2国内外研究现状编码理论中，现存三种主要编码家族分别是：源编码、信道编码、网络编码。源编码是在信源处对信息进行压缩；信道编码是在链路层增加冗余比特以保证通

2、信的可靠性；网络编码是在网络中间节点进行编码，是一种跨层操作。网络编码的概念是由R.AhlsizedLinkStateRouting，OLSR）就是其中之一。OLSR在传统的链路状态路由的基础上进行了三点改进[41]：第一点改进是洪泛过程中不再是所有接收节点都进行转发，而是从邻居节点中挑选一组节点进行中继转发。该技术被称作多点中继（Multi-PointRelay，MPR）。如图2.1所示，相比经典洪泛机制应用MPR技术能够有效减少转发次数，显著降低开销，节省了珍贵的无线资源。第二点改进是链路状态信息仅由指定MPR节点产生，减少了洪泛控制信息的源头，进一步缩减洪泛消息传播

3、。第三点改进是MPR节点只发布本身与选择它作为MPR节点的选择者之间的链路信息，而不是全部邻居节点链路状态，从而压缩控制包大小，开销大大降低。..........2.2无线Mesh网络基于网络编码的路由协议传统的路由器采用存储-转发的操作方法，将收到的数据包缓存并原样转发给路径上的下一跳路由器。网络编码的概念由R.AhlsationFloN（或者Adhoc网络），甚至在单播流的情况下也同样能够提升网络性能[24,32]。按照数据包编码数据包的不同，网络编码可以分为流间网络编码（inter-floN编码感知路由设计......173.1引言........173.2ILCA

4、R路由协议的设计及实现...........183.2.1网络编码条件.........183.2.2ILCA路由度量的计算...........193.2.3ILCAR路由协议的实现........213.3仿真结果及分析....223.3.1仿真场景及参数设置.....223.3.2仿真结果及分析.....233.4本章小结........27第4章基于接收功率的N编码感知路由设计..........294.1引言........294.2PILCAR路由协议的设计及实现........294.3仿真结果及分析....334.4本章小结........36第5章总结与

5、展望.......375.1论文总结........375.2未来工作展望........37第4章基于接收功率的N编码感知路由设计4.1引言随着N的广泛应用，网络协议的设计时会遇到很多挑战。路由协议通过不同的路由度量寻找网络中从源节点到目的节点的最优路径，路由度量考虑的链路参数包括：数据包丢包率、流间干扰、流内干扰、时延、功率控制等。除此之外，N和其他无线网络一样，具有接收信号强度动态范围大的特征，尤其是在网络环境复杂的情况下。为了提升现有的路由度量性能，更准确跟踪每条独立链路状态出现的快速变化，为找到最优路径有必要在设计路由度量的时候定义相应的标准。针对以上需求，本章

6、结合第3章的ILCAR路由和接收信号强度设计了一种编码感知路由PILCAR（PoN中，网络编码已经成为一种很有前景的技术，由于网络编码能够利用无线媒介的共享属性提升网络吞吐量，吸引了学术界越来越多的研究兴趣。网络编码的本质是节点能够在转发数据包之前对数据包进行编码操作，而不是简单的存储-转发。本文在现有的国内外网络编码及网络编码感知的路由等研究基础上，设计了ILCAR和PILCAR算法，并在NS3仿真软件上进行了仿真分析。本文主要工作及结论可归纳为以下几个方面：（1）综述了N网络编码感知的路由算法研究现状。网络编码感知路由大多仅仅追求编码机会的增加，忽略了数据流向编码区域

7、汇聚从而引起干扰和负载不均的问题。针对以上问题，本文设计了综合考虑编码增益、负载、干扰等因素的编码感知路由度量ILCA及相应路由协议ILCAR。ILCAR能够主动寻找编码机会，考虑邻居范围内各干扰链路对当前通信链路的竞争程度、通信节点缓存中的数据包个数、链路的当前传输速率等因素。克服了当前编码感知路由引起的流量汇聚，负载不均问题。NS3仿真结果表明，ILCAR能够有效提升网络吞吐量，降低了平均丢包率和平均端到端时延。（2）在ILCA路由度量结合编码增益和负载均衡的基础上，考虑到链路吞吐量取决于当前的流量负载，所以丢包率会随着时