無線多跳網(wǎng)絡(luò)信息交換協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟，通過無線接入寬帶網(wǎng)絡(luò)獲取信息已經(jīng)越來越受到人們的歡迎。而隨著人們的廣泛使用，無線網(wǎng)絡(luò)也面臨著更多的考驗(yàn)，如：接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量激增、對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的多樣化需求以及要求網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量越來越高。因此，保證無線鏈路傳輸?shù)目煽啃院桶踩?、提高現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的利用率、優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)傳輸性能等等，已成為當(dāng)今無線網(wǎng)絡(luò)通信研究的重要熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)編碼是在路由中融合了編碼的一種新型信息交換技術(shù)，它指出，假如網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能對接收到的數(shù)據(jù)

2、進(jìn)行某種線性或非線性編碼操作，則可以使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最大信息流。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)具有提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量、均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提高寬帶利用率以及節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量消耗等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文首先討論了無線多跳網(wǎng)絡(luò)的傳輸特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)編碼的理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)，然后提出基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線多跳網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換的方案，并從最基本的單中繼網(wǎng)絡(luò)開始，詳細(xì)介紹了這套方案的流程，并分析其傳輸性能；然后將這種方案進(jìn)一步推廣到兩中繼網(wǎng)絡(luò)和三中繼網(wǎng)絡(luò)中。最終，本文從理論上證明了這套方

3、案在任意 N中繼網(wǎng)絡(luò)中的可行性，并推導(dǎo)證明出使用基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換方案比基于傳統(tǒng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方案在傳輸時(shí)間和發(fā)送能耗上均有節(jié)省，其傳輸時(shí)間的節(jié)省極限為25％，發(fā)送能耗的節(jié)省極限為50%。
　　隨后，本文就此基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換方案設(shè)計(jì)了一套協(xié)議，其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要包括編碼層數(shù)據(jù)包格式的設(shè)計(jì)；編碼層數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列的設(shè)計(jì)和管理；編碼層數(shù)據(jù)接收和發(fā)送工程的設(shè)計(jì)；編碼層重傳策略的設(shè)計(jì)。其次在傳輸層中，也涉及到數(shù)據(jù)包格式的設(shè)計(jì)，接收發(fā)

4、送過程的設(shè)計(jì)以及用于區(qū)分上層應(yīng)用的端口號的設(shè)計(jì)與管理。
　　最后，本文使用C語言實(shí)現(xiàn)了這套協(xié)議，并在Windows平臺上設(shè)計(jì)了模擬無線節(jié)點(diǎn)的軟件程序，通過在多臺PC機(jī)上運(yùn)行多個(gè)模擬無線節(jié)點(diǎn)程序來模擬無線多跳網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行上述協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在無線多跳網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息交換過程的軟件仿真系統(tǒng)。同時(shí)，為了便于對比傳輸性能，在這個(gè)軟件仿真系統(tǒng)中，也添加了基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)的信息交換方案的實(shí)現(xiàn)。在仿真階段，模擬了在