基于網(wǎng)絡編碼的新型無線傳輸協(xié)議研究與實現(xiàn).pdf

1、由于無線網(wǎng)絡存在高延遲、連接易間斷、低信噪比、誤碼率高等特點。現(xiàn)有的傳輸協(xié)議TCP(Transfer Control Protocol)已經(jīng)不能很好的滿足無線網(wǎng)絡的發(fā)展需要。如何保證無線鏈路的可靠安全傳輸、提高現(xiàn)有無線網(wǎng)絡資源的利用率、優(yōu)化無線網(wǎng)絡傳輸性能，已成為當今無線網(wǎng)絡通信研究的重要課題之一。同時由于無線鏈路的不可靠性和物理層的廣播特性非常適合采用網(wǎng)絡編碼，網(wǎng)絡編碼技術的出現(xiàn)為無線網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的可靠、高效傳輸提供了新的途徑和挑戰(zhàn)?；?/p>

2、于上述問題，本文的研究內(nèi)容從以下四個方面展開：
　　首先分析了傳統(tǒng)TCP協(xié)議應用于無線網(wǎng)絡時出現(xiàn)的問題，并簡要分析比較了各類傳輸協(xié)議在無線網(wǎng)絡中的改進方案。然后介紹了網(wǎng)絡編碼技術，并重點闡述了隨機線性網(wǎng)絡編碼。在分析比較了現(xiàn)有的基于網(wǎng)絡編碼的無線傳輸協(xié)議改進方案之后，重點介紹了J.K.Sundararajan等人提出的典型基于網(wǎng)絡編碼的改進協(xié)議TCP/NC。
　　其次，在分析了現(xiàn)有網(wǎng)絡編碼改進方案的不足之后，設計一種采用自適

3、應重傳策略的改進協(xié)議TCP-NCAR。改進協(xié)議基于TCP/NC協(xié)議的基本框架，重新設計了ACK報文反饋機制、編碼報文格式、編碼報文冗余度動態(tài)調(diào)整算法。改進的核心是對解碼端原始報文狀態(tài)新的理解以及基于解碼矩陣狀態(tài)的自適應重傳。并論證了改進協(xié)議TCP-NCAR可以有效的彌補原有網(wǎng)絡編碼改進方案的不足。
　　再次，在網(wǎng)絡仿真平臺OMNeT++上對實現(xiàn)了TCP/NC協(xié)議以及改進協(xié)議TCP-NCAR，重點介紹了NC層發(fā)送模塊的動態(tài)重傳算法、

4、NC接收模塊的解碼矩陣狀態(tài)信息計算和反饋算法。
　　最后，在OMNeT++仿真平臺，對本文提出的改進協(xié)議的性能進行了分析與驗證。我們根據(jù)受限網(wǎng)絡的特點，建立了網(wǎng)絡結構模型。在模擬器中設置了鏈路帶寬、傳播時延、文件大小、報文大小、誤碼率等相關參數(shù)，對比分析了采用TCP，TCP/NC和改進協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸時，在協(xié)議公平性、數(shù)據(jù)吞吐率、解碼矩陣規(guī)模等參數(shù)上的性能差異。實驗結果表明，改進協(xié)議TCP-NCAR在存儲開銷、解碼時延等性能參數(shù)上