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无线网络的逐步普及,为无线组播应用带来了广阔的空间和新的机遇。但是,由于无线通信环境的复杂性、无线传输频带资源的有限性以及传输信道的不可靠与不安全性,使得传统的组播服务技术遇到了新的困难,因此,面向Ad Hoc等无线网络的可信组播路由技术成为了无线Ad Hoc网络应用领域一个新的重点研究方向。为了适应无线Ad Hoc网络环境中苛刻的应用需求,本文在国家自然科学基金重点项目“可信移动互联网络的关键理论与应用研究”的资助下,力争在提高Ad Hoc网络中组播路由的可靠性与安全性两个方面克服理论缺陷,突破技术瓶颈,深入研究Ad Hoc网络中可信的编码感知组播路由中的一些核心关键技术,包括:流内编码感知组播路由性能模型,流间网络编码机会理论分析、基于网络编码和机会路由的可靠性机制、轻量级抗分组污染的空键检测方法等。本论文的主要内容就是利用网络编码从可靠性与安全性两个角度深入研究Ad Hoc网络中可信的编码感知组播路由,具体如下:1. Ad Hoc网络中编码感知路由度量研究。可信的编码感知组播路由首先要建立编码感知组播路由,然后增加组播路由协议的可靠性和安全性机制。网络编码可以提高无线网络组播的性能,使组播速率达到最大流最小割容量极限。但是在实际的无线网络中如何选择网络节点进行网络编码对实用的编码感知组播路由协议有很重要的影响,因而研究无线网络中节点编码能力的大小或编码机会的多少是设计编码感知组播路由协议所必须考虑的。实际中可以选择编码能力较强或编码机会较多的节点进行网络编码,从而进一步提高Ad Hoc网络组播吞吐量。基于这样的一个路由度量就不难设计编码感知组播路由协议。2.编码感知组播路由可靠性机制研究。可靠的编码感知组播路由协议一方面需要解决协议自身的可靠性,即不丢失分组,另一方面也要解决组播路由容错的问题。组播协议本身的可靠性一般可通过重传来实现,但过度的重传又可能恶化网络的性能。其中丢失分组的重传可由网络编码和机会路由来解决,而组播路由容错可由机会路由来解决。网络编码与机会路由相结合为编码感知组播路由的可靠性机制提供了较为完美的解决方案,这种方案既提高了Ad Hoc网络组播路由的可靠性又兼顾了吞吐量性能优势。3.编码感知组播路由安全性机制研究。安全的编码感知组播路由需要解决组播信息的机密性、完整性、不可否认性以及组播服务的可用性。在高安全要求的环境中可利用加密和数字签名来确保组播信息的机密性、完整性以及不可否认性。在低安全要求的环境中组播信息的机密性可由网络编码来实现,因为编码后的分组对网络中的节点而言一般是不可阅读的,而完整性保证可利用网络编码自身来解决,即空键。组播服务的可用性可由组播可靠性机制与空键来解决。从信息安全的观点来看,可信≈可靠+安全,因而最终可从理论上实现可信的编码感知组播路由协议。在对以上内容进行深入研究的基础上,形成了本论文的主要研究成果,具体如下:1.流内编码感知组播路由协议。利用多维马尔可夫链为流内编码感知组播路由建立了性能模型,建立了一批分组在组播树上的期望成功传输时间公式。从最小化期望成功传输时间的角度设计了流内近似最优编码感知组播路由协议。2.流间编码感知组播路由协议。流间网络编码机会不仅为流间编码感知组播路由提供编码感知知识而且是编码感知组播路由度量的基础,基于编码感知组播路由度量设计了流间编码感知组播路由协议。3.编码感知组播路由可靠性机制。机会路由不仅克服了无线网络拓扑的动态性而且增强了路由的容错性,网络编码则提高了重传的效率,两者的结合为编码感知组播路由奠定了可靠的基础。4.编码感知组播路由安全性机制。空键可有效检测编码分组的完整性,避免了复杂的基于安全Hash函数的分组完整性检测算法,为实现轻量级编码感知组播路由的安全性机制提供基础。本文从理论、方法上针对Ad Hoc网络中可信的编码感知组播路由的关键技术展开了研究,其研究方法和研究成果为面向Ad Hoc网络的可信的组播服务的推广与应用奠定了基础。