發(fā)布時間：2017-09-03 00:33

  本文關(guān)鍵詞：基于VxWorks的混合網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：無線通信技術(shù)作為一種不可或缺的網(wǎng)絡(luò)傳輸手段,目前已被廣泛使用。隨著用戶數(shù)的不斷增加,無線網(wǎng)絡(luò)也面臨著許多新的挑戰(zhàn),即無線多跳網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂卸嗵鴦討B(tài)變化的特點(diǎn),若采用傳統(tǒng)的路由機(jī)制很難達(dá)到數(shù)據(jù)的高效和可靠傳輸,并且無線多跳網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點(diǎn)存在容量限制的問題,這嚴(yán)重影響到接入該網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)目,無法達(dá)到多接入和高吞吐量傳輸。而網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的提出為解決上述問題提供了一條有效的途徑。網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù),其核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點(diǎn)上對各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理,然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點(diǎn),中間節(jié)點(diǎn)扮演者編碼器或信號處理器的角色。網(wǎng)絡(luò)編碼具有提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量,節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬,提高網(wǎng)絡(luò)魯棒性,均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等特點(diǎn)。本文充分利用網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢,設(shè)計(jì)可行的傳輸方案,以此來解決無線多跳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸存在的問題,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在該網(wǎng)絡(luò)中的大容量傳輸。具體的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:首先,針對無線多跳網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦?提出了基于混合網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換方案(MNCIE)。該方案將數(shù)據(jù)分為流間數(shù)據(jù)和流內(nèi)數(shù)據(jù)。根據(jù)不同數(shù)據(jù)流的特性采用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)編碼算法,流間數(shù)據(jù)采用異或編碼,流內(nèi)數(shù)據(jù)采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼。經(jīng)過仿真測試該方案可有效提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量,減少數(shù)據(jù)重傳次數(shù)。另外在MNCIE的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了適用于基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線多跳網(wǎng)絡(luò)信息交換系統(tǒng)的重傳策略,該策略利用網(wǎng)絡(luò)編碼算法中編碼包廣播發(fā)送的特性,將應(yīng)答數(shù)據(jù)包的功能加到編碼包中,有效的提高了無線多跳網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率、降低了無線節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功耗。其次,在Vxworks嵌入式平臺上實(shí)現(xiàn)了基于混合網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換傳輸系統(tǒng)。在MNCIE方案的基礎(chǔ)上,分別實(shí)現(xiàn)了以存儲轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的多跳網(wǎng)絡(luò)信息交換方案、基于時延等待的網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換和機(jī)會式網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換方案,并以此搭建了網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換系統(tǒng)驗(yàn)證平臺。通過該平臺測試了不同信息交換方案的性能。結(jié)果表明MNCIE算法可有效提高無線多跳網(wǎng)絡(luò)的吞吐量,保障數(shù)據(jù)的可靠傳輸。另外還分析了MNCIE算法的復(fù)雜度,通過數(shù)據(jù)分析可以看出在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中引入網(wǎng)絡(luò)編碼算法并未增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。
【關(guān)鍵詞】：無線多跳網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)編碼 信息交換技術(shù) Vxworks 嵌入式系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 引言15
• 1.2 網(wǎng)絡(luò)編碼的發(fā)展與研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用16-17
• 1.4 本文主要工作17-18
• 1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第二章 網(wǎng)絡(luò)編碼的原理及應(yīng)用19-31
• 2.1 網(wǎng)絡(luò)編碼的原理19-21
• 2.1.1 網(wǎng)絡(luò)編碼基本概念19-20
• 2.1.2 網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)學(xué)描述20-21
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造算法21-26
• 2.2.1 線性網(wǎng)絡(luò)編碼模型21-22
• 2.2.2 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼模型22-24
• 2.2.3 卷積網(wǎng)絡(luò)編碼模型24-26
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)編碼典型應(yīng)用26-30
• 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)編碼在P2P中的應(yīng)用26-27
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)編碼在TCP中的應(yīng)用27-28
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 混合網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換算法設(shè)計(jì)31-47
• 3.1 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換模型31-34
• 3.1.1 信息交換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>31
• 3.1.2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換數(shù)學(xué)模型31-34
• 3.2 混合網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換應(yīng)用方案34-45
• 3.2.1 編碼機(jī)會與緩存管理設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.2 基于滑動窗口的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼設(shè)計(jì)35-38
• 3.2.3 混合網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換模型38-42
• 3.2.4 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無反饋信息交換重傳設(shè)計(jì)42-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第四章 VxWorks嵌入式平臺混合網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)47-73
• 4.1 Vxworks操作系統(tǒng)及開發(fā)平臺47-49
• 4.1.1 Vxworks嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)47-48
• 4.1.2 WorkBench開發(fā)環(huán)境48-49
• 4.2 系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)49-56
• 4.2.1 系統(tǒng)協(xié)議棧設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)51
• 4.2.3 系統(tǒng)內(nèi)存管理設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.4 系統(tǒng)運(yùn)行模式設(shè)計(jì)53-56
• 4.3 混合網(wǎng)絡(luò)編碼信息交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)56-65
• 4.3.1 消息隊(duì)列設(shè)計(jì)57-60
• 4.3.2 虛擬緩存管理設(shè)計(jì)60-62
• 4.3.3 數(shù)據(jù)包格式設(shè)計(jì)62-63
• 4.3.4 數(shù)據(jù)包收發(fā)線程設(shè)計(jì)63-65
• 4.4 系統(tǒng)驗(yàn)證結(jié)果及分析65-72
• 4.4.1 驗(yàn)證平臺介紹65-67
• 4.4.2 驗(yàn)證結(jié)果分析67-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 總結(jié)和展望73-75
• 5.1 本文總結(jié)73
• 5.2 下一步工作73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 作者簡介81-82

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本文編號：781843