多速率環(huán)境網絡編碼性能優(yōu)化研究.pdf

1、網絡編碼的提出“顛覆”了人們對基于路由存儲轉發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸方式的傳統(tǒng)認識，并因其在提高網絡吞吐量、充分利用網絡資源等方面顯著的優(yōu)勢，得到了國內外眾多業(yè)內外學者廣泛的關注與研究。多速率組播技術是為應對當前復雜多變的網絡環(huán)境提出的，其在實際應用中已得到廣泛的認可。面對當今計算機科學技術日新月異的發(fā)展現(xiàn)狀，基于網絡編碼的多速率組播技術已成為學術界廣泛研究的一個熱門課題。但是，目前已有的方案在多速率組播網絡的性能優(yōu)化問題上仍有許多急需改進的地方與

2、提升的空間。如網絡吞吐量距達到理論上界還有很大提升空間，網絡數(shù)據(jù)編解碼復雜度過高，網絡中存在大量冗余數(shù)據(jù)以及網絡帶寬資源的利用不夠充分等問題。
　　本文針對上述存在的問題及目前的研究現(xiàn)狀展開研究，提出了多速率網絡編碼目標反饋算法（Multi-rate Network Coding Object Feedback algorithm，MNCOF）來改進多速率組播網絡性能。MNCOF算法包括網絡數(shù)據(jù)信息管理算法、編碼方式切換算法、目標

3、確認反饋算法三大部分。（1）數(shù)據(jù)信息管理算法根據(jù)網絡資源的實時使用狀態(tài)，對網絡資源全局狀態(tài)的不同階段進行劃分，為MNCOF后續(xù)的改進算法進行基礎性研究。（2）編碼方式切換算法將層內網絡編碼與層間網絡編碼的優(yōu)點進行了結合，使網絡中數(shù)據(jù)包的編解碼復雜度得到降低的同時，網絡吞吐量也有了提高，并使其在復雜的異構性網絡環(huán)境中更具有適用性。（3）目標確認反饋算法通過利用信宿節(jié)點的反饋信息進行目標節(jié)點的選擇，解決了網絡中數(shù)據(jù)大量冗余的問題，以此提高了

4、網絡帶寬資源的利用率。綜上所述，多速率網絡編碼目標反饋算法在網絡吞吐量和網絡帶寬資源利用率等網絡編碼性能優(yōu)化方面都有所提升。
　　最后，本文搭建了基于NS-3模擬器的網絡編碼仿真實驗平臺。通過MNCOF算法與IntraLNC、InterLNC算法在吞吐量與編解碼復雜度等方面分別進行的對比實驗，驗證了編碼方式切換算法的有效性。并通過數(shù)據(jù)傳輸總時間對比驗證了目標確認反饋算法的有效性。最終通過整體性能測評的實驗結果表明，本文提出的多速率