無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的可靠廣播信道分配研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)已成為了一種新興的無線多跳網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，有著十分廣泛的應(yīng)用，如軟件更新，音視頻文件下載等。目前，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)從傳統(tǒng)的單信道單接口環(huán)境逐漸轉(zhuǎn)向多信道多接口環(huán)境。另外，在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，有一種關(guān)鍵技術(shù)叫廣播，它能將數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)分發(fā)給相應(yīng)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，但可能在此過程中存在丟包進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)重傳。為了緩解該問題，相關(guān)研究者提出將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸過程中，每次只需要傳輸編碼包，這樣可以降低節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)包的協(xié)同開銷，能

2、進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能。
　　 相關(guān)協(xié)議，如NCOM，Pacifier，RCode等，都利用了網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，但是它們僅僅針對樹型結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)，而忽略掉了很多有可能能更進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能的鏈路信息。相關(guān)研究者之前提出的GreedyCode協(xié)議雖然充分考慮利用網(wǎng)絡(luò)中所有的鏈路信息進(jìn)行數(shù)據(jù)包的接收與發(fā)送，但它僅僅針對單信道單接口網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。
　　 本文主要針對多信道多接口網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而展開研究。首先針對Pacifier協(xié)議的缺陷而提出

3、了JCABT協(xié)議，該協(xié)議是針對樹型結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的，結(jié)合著網(wǎng)絡(luò)編碼，充分利用了無線媒介的廣播特性，并在構(gòu)建廣播樹的過程中，同時(shí)進(jìn)行著信道分配。接著，本文針對樹型結(jié)構(gòu)拓?fù)涞娜毕?，提出了兩種新穎的基于圖結(jié)構(gòu)的廣播協(xié)議:MCMR-GraphProtocol協(xié)議與EGreedyCode協(xié)議，它們均是針對多信道多接口環(huán)境而提出的。
　　 MCMR-GraphProtocol協(xié)議主要包括兩部分內(nèi)容:信道分配和路由規(guī)劃。在信道分配方面，提出了LC

4、AS信道分配算法，每次選擇干擾最少的信道進(jìn)行分配，直到所分配的信道數(shù)等于節(jié)點(diǎn)的接口數(shù)或與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)的鏈路已分配好信道。在路由規(guī)劃方面，解決了任意時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該調(diào)度哪些節(jié)點(diǎn)發(fā)送多少數(shù)量的編碼包這一問題。
　　 借鑒著MCMR-GraphProtocol協(xié)議中的某些思想，并結(jié)合著GreedyCode協(xié)議中提出的度量節(jié)點(diǎn)效率的貪婪指標(biāo)，提出了EGreedyCode協(xié)議。EGreedyCode協(xié)議考慮到了多信道多接口技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合著網(wǎng)

5、絡(luò)編碼等思想，并充分利用網(wǎng)絡(luò)中所有的鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸，并且能夠分布式實(shí)現(xiàn)，其基本思想是動態(tài)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集，使得它們的效率之和盡可能大，當(dāng)因節(jié)點(diǎn)接口數(shù)或信道數(shù)有限而發(fā)生干擾時(shí)，盡量抑制低效率的節(jié)點(diǎn)，這樣，能保證整個網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)的效率之和盡可能大。具體而言，節(jié)點(diǎn)在發(fā)送編碼包之前，先收集一跳鄰居范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)的信道信息，再進(jìn)行信道分配，最后階段再發(fā)送數(shù)據(jù)包。
　　 據(jù)我們所知，基于圖結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)編碼的多信道多接口信道分配協(xié)議由