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网络编码是融合了路由和编码的信息交换技术,其核心思想是突破传统网络中只允许中继节点转发数据的限制,允许网络中继节点对收到的数据进行组合、编码等智能化处理之后再转发出去,目的节点只需接收部分数据就能够解码出原始数据,从而能有效提高网络的吞吐量。由于无线链路数据传输不可靠的特性,使得网络编码近年来成为提高无线网络传输可靠性等方面的研究重点。
将网络编码应用到无线单跳网络和无线多媒体数据传输中,能够明显改善网络在数据传输次数和网络开销等方面的性能。本文以研究无线网络编码算法为基础,主要包含两大研究内容:第一,网络编码技术在无线单跳网络广播重传中的应用;第二,网络编码技术在无线多媒体数据通信中的应用。论文的具体工作和主要创新点归纳如下:
第一,研究无线广播重传中基于多包解码的网络编码算法。针对现有无线网络编码广播重传算法WBRNC(a Wireless Broadcasting Retransmission approach based onNetwork Coding)中存在的只要一个编码组合包中包含了不止一个在某一接收节点丢失的信息包就会导致编码包解码失败而丢弃编码包,从而引起分组重传次数增加、网络时延增大等问题,提出了一种基于多包解码的高效快速网络编码算法NCMD(Network Coding based on Multipacket Decoding),并通过增加“打破交叉关系就重传”的机制进一步提出了NCMD的改进方案INCMD(Improved NCMD)。NCMD和INCMD能够有效提高接收节点的解码效率,快速地确定需要重传的信息包。然后利用OPNET仿真软件完成了算法的仿真实验,验证了所提算法能够有效减少重传次数、降低时延和网络开销。
第二,研究无线多媒体网络通信中的非对称组合的网络编码算法。针对当前无线网络编码中多媒体数据采用的对称编码方式SNC(Symmetric Network Coding)存在的编码效率受限的问题,提出了一种非对称组合的网络编码算法ACNC(AsymmetricCombination based Network Coding),此算法能够有效地增加编码效率和空间利用率,并且能够降低解码依赖度和减少数据发送次数。利用OPNET仿真软件完成了算法的仿真实验,结果表明非对称组合的编码算法能够有效减少数据传输次数和网络开销,提高编码空间利用率和网络吞吐量。
论文最后,总结了全文工作并展望下一步研究方向。