本文關鍵詞： 無線網(wǎng)絡 網(wǎng)絡編碼 可靠傳輸 編碼機會 馬爾科夫決策　出處：《電子科技大學》2014年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：網(wǎng)絡編碼(Network Coding)是通信網(wǎng)絡中,尤其是無線網(wǎng)中改善數(shù)據(jù)傳輸性能,如提高吞吐率、增強可靠性等的最新途徑之一。本論文研究多種數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境中的機會網(wǎng)絡編碼問題,提出了新的數(shù)據(jù)包緩存反饋機制,設計了基于馬爾科夫決策過程(Markov Decision Process,MDP)理論的機會網(wǎng)絡編碼算法,為數(shù)據(jù)恢復中的最大編碼效率問題提供了有效的解決途徑。本文主要研究內(nèi)容與成果概括如下。(1)針對單播傳輸場景,本文提出一種新的編碼數(shù)據(jù)包緩存反饋機制。依據(jù)該機制,接收節(jié)點在收到不可解編碼數(shù)據(jù)包時,不僅存儲這些數(shù)據(jù)包,而且向源節(jié)點反饋相應的緩存確認信息�；诖藱C制,本文設計的新編碼算法允許對編碼數(shù)據(jù)包和原始數(shù)據(jù)包進行混合編碼,以利用傳統(tǒng)單播傳輸中因部分接收節(jié)點處不可解碼而被忽略或丟棄數(shù)據(jù)包中的編碼機會,實現(xiàn)源節(jié)點對不可解編碼數(shù)據(jù)包的二次使用。仿真結果表明,在多單播數(shù)據(jù)流傳輸場景中,采用新的重傳算法能夠減少8%~21%的重傳次數(shù)。(2)針對多播傳輸場景,本文建立一個新的網(wǎng)絡編碼優(yōu)化模型。依據(jù)該模型,數(shù)據(jù)重傳過程建模為序貫決策過程�；诖藱C制,本文設計出一個基于MDP的機會網(wǎng)絡編碼算法,將最優(yōu)編碼決策問題轉(zhuǎn)化為動態(tài)規(guī)劃問題。進一步地,為減少迭代次數(shù)以及每次迭代的計算量,提高算法實時性,構造一種基于前向搜索的在線規(guī)劃算法。仿真結果表明,在單源多播傳輸場景中,采用新算法能夠減少5%~14%的重傳次數(shù)。(3)針對不完美反饋場景,本文提出一種新的網(wǎng)絡編碼機會評估機制。借助于部分可觀察馬爾科夫過程(Partial Observable MDP,POMDP)理論,本文對不完美反饋下的重傳過程進行了模型分析和構建,并采用置信狀態(tài)(Belief State)來估計網(wǎng)絡編碼機會�；诖藱C制,本文設計出一種基于單步前瞻的機會網(wǎng)絡編碼算法。該算法根據(jù)估計信息,通過量化不同編碼組合對編碼機會的影響以決定最佳數(shù)據(jù)包組合方式。仿真結果表明,相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡編碼算法,采用新算法能夠在反饋信息受限的多播傳輸網(wǎng)絡中減少1%~7%的重傳次數(shù)。(4)針對單源單多播混合傳輸場景,本文提出一種新的數(shù)據(jù)恢復機制。該新機制可使源節(jié)點在一定條件下使用網(wǎng)絡編碼方法來同時恢復單播節(jié)點和多播節(jié)點丟失的數(shù)據(jù),以彌補無網(wǎng)絡編碼應用時需獨立處理單播和多播重傳而導致重傳次數(shù)陡增的缺陷。仿真結果表明,通過有效使用單播與多播數(shù)據(jù)流間的編碼機會,能夠在單源多播傳輸場景中減少20%-45%的重傳次數(shù)。本文針對不同的無線單播與多播傳輸場景,對網(wǎng)絡編碼進行了深入研究,建立了以減少重傳次數(shù)為目標的優(yōu)化模型,并提出了多種的數(shù)據(jù)重傳機制和相應的網(wǎng)絡編碼算法。本文中的研究成果,能夠為無線單播與多播網(wǎng)絡中減少重傳次數(shù)、降低傳輸時延和提高傳輸可靠性等問題的完善和解決提供重要的理論分析基礎和算法實現(xiàn)途徑。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.2
，

本文編號：1530850