本文關鍵詞：無線Mesh網絡中網絡編碼感知路由研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線Mesh網絡(Wireless Mesh Networks,WMN)是一種應用范圍廣、網絡容量大、接入速度高、同時部署成本低的多跳網絡,是解決網絡最后一公里瓶頸問題的一種新方式。WMN能夠提供高效的帶寬和靈活的組網方式以滿足人們日益增長的網絡接入需求。WMN以其突出的優(yōu)勢受到工業(yè)和學術界的高度重視。由于WMN的無線媒介特性,使其會受到隨機的無線干擾、嚴重的信道衰落等影響。這些影響會引起網絡嚴重的丟包現(xiàn)象,端到端時延增加,網絡吞吐量下降,網絡性能降低。隨著信息論的引入,網絡編碼作為一種有效提升網絡吞吐量的數(shù)據處理方式引起了學者們廣泛的研究興趣。由于網絡編碼能夠降低數(shù)據包的傳輸次數(shù),已被證明能夠達到網絡容量上限。網絡編碼感知的路由能夠主動探測編碼機會,但是現(xiàn)存的編碼感知路由往往僅考慮編碼機會的增加,它忽略了編碼區(qū)域數(shù)據流匯聚的問題,這將導致網絡性能下降。因此研究綜合考慮干擾、負載均衡的編碼感知路由具有重要的意義。本文首先對網絡編碼及其路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀進行了介紹;隨后對WMN非編碼路由和基于編碼的路由進行了分類;最后針對當前網絡編碼感知路由易造成數(shù)據流匯聚、產生熱點區(qū)域的問題展開深入研究。本文的主要工作如下:(1)針對當前網絡編碼感知路由的上述問題,設計了一種綜合考慮編碼增益、負載、干擾等因素的編碼感知(Interference avoiding Load balance and Coding Aware,ILCA)路由度量,并設計了基于該度量的路由協(xié)議ILCAR。ILCAR依據該度量計算路徑代價,從而選擇最優(yōu)路由路徑。ILCAR能夠主動尋找編碼機會,同時將編碼帶來的增益與網絡負載和干擾的影響進行折衷。ILCAR綜合考慮無線Mesh網絡中節(jié)點的編碼增益、鄰居范圍內各干擾鏈路對當前通信鏈路的競爭程度、節(jié)點緩存中的數(shù)據包個數(shù)、鏈路的當前傳輸速率等因素,克服了當前編碼感知路由引起的流量匯聚,負載不均問題。(2)由于鏈路吞吐量取決于當前的流量負載,所以度量中的丟包率指標會隨著時間的推移有很大波動�？紤]無線Mesh網絡高動態(tài)范圍的接收信號強度,本文在ILCA路由度量結合編碼增益及負載均衡的基礎上,為了捕捉快速變化的鏈路狀態(tài),改善現(xiàn)存的路由度量,設計了一種考慮接收功率的編碼感知(Power Interference avoiding Load balance and Coding Aware,PILCA)路由度量,并設計了基于該度量的路由協(xié)議PILCAR。PILCAR采用接收信號電平改進ILCAR,得到的鏈路代價在捕捉編碼機會的同時能夠反映任意時刻的鏈路狀態(tài),從而提升網絡性能。本文將設計的兩種網絡編碼感知路由分別在NS3仿真軟件中進行了仿真實現(xiàn),在無線節(jié)點模型中引入網絡編碼層。仿真結果表明,本文所提算法相比經典的COPE和DCAR協(xié)議能夠有效提升網絡吞吐量,并降低平均端到端時延及丟包率。
【關鍵詞】：無線Mesh網絡 網絡編碼 路由度量 編碼感知 NS3仿真
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文主要工作及章節(jié)安排13-16
• 1.3.1 論文的主要工作及創(chuàng)新點13-14
• 1.3.2 論文的結構安排14-16
• 第2章 無線Mesh網絡編碼感知路由基礎16-26
• 2.1 無線Mesh網絡非編碼路由協(xié)議16-20
• 2.2 無線Mesh網絡基于網絡編碼的路由協(xié)議20-25
• 2.2.1 基本思想20-22
• 2.2.2 被動型網絡編碼的路由協(xié)議22-23
• 2.2.3 主動型編碼感知的路由協(xié)議23-25
• 2.3 本章小結25-26
• 第3章 干擾避免與負載均衡的WMN編碼感知路由設計26-38
• 3.1 引言26-27
• 3.2 ILCAR路由協(xié)議的設計及實現(xiàn)27-31
• 3.2.1 網絡編碼條件27-28
• 3.2.2 ILCA路由度量的計算28-30
• 3.2.3 ILCAR路由協(xié)議的實現(xiàn)30-31
• 3.3 仿真結果及分析31-36
• 3.3.1 仿真場景及參數(shù)設置31-32
• 3.3.2 仿真結果及分析32-36
• 3.4 本章小結36-38
• 第4章 基于接收功率的WMN編碼感知路由設計38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 PILCAR路由協(xié)議的設計及實現(xiàn)38-42
• 4.2.1 傳播模型38-39
• 4.2.2 PILCA路由度量的計算39-40
• 4.2.3 PILCAR路由協(xié)議的實現(xiàn)40-42
• 4.3 仿真結果及分析42-45
• 4.3.1 仿真場景及參數(shù)設置42
• 4.3.2 仿真結果及分析42-45
• 4.4 本章小結45-46
• 第5章 總結與展望46-48
• 5.1 論文總結46
• 5.2 未來工作展望46-48
• 參考文獻48-52
• 附錄 算法偽代碼52-54
• 作者簡介及科研成果54-56
• 致謝56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前4條

1 Yan Gu;Han Han;Xujie Li;Jie Guo;;Network Coding-Aware Routing Protocol in Wireless Mesh Networks[J];Tsinghua Science and Technology;2015年01期

2 石文孝;許銀龍;王繼紅;尚碩;王春悅;;無線Mesh網絡干擾與區(qū)域負載感知路由度量[J];北京郵電大學學報;2014年05期

3 王繼紅;石文孝;李玉信;金鳳;王春悅;;無線Mesh網絡部分重疊信道分配綜述[J];通信學報;2014年05期

4 ;On-demand coding-aware routing in wireless Mesh networks[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2010年05期

  本文關鍵詞：無線Mesh網絡中網絡編碼感知路由研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：436226