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

1、無線Mesh網(wǎng)絡已成為了一種新興的無線多跳網(wǎng)絡規(guī)范，有著十分廣泛的應用，如軟件更新，音視頻文件下載等。目前，無線Mesh網(wǎng)絡的研究已經(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)絡中，有一種關鍵技術叫廣播，它能將數(shù)據(jù)包從源節(jié)點分發(fā)給相應的目標節(jié)點，但可能在此過程中存在丟包進而導致數(shù)據(jù)重傳。為了緩解該問題，相關研究者提出將網(wǎng)絡編碼應用于數(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)點對數(shù)據(jù)包的協(xié)同開銷，能

2、進一步提升網(wǎng)絡性能。
　　 相關協(xié)議，如NCOM，Pacifier，RCode等，都利用了網(wǎng)絡編碼的思想，但是它們僅僅針對樹型結構而設計，而忽略掉了很多有可能能更進一步提升網(wǎng)絡性能的鏈路信息。相關研究者之前提出的GreedyCode協(xié)議雖然充分考慮利用網(wǎng)絡中所有的鏈路信息進行數(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)絡而設計。
　　 本文主要針對多信道多接口網(wǎng)絡環(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)議是針對樹型結構而設計的，結合著網(wǎng)絡編碼，充分利用了無線媒介的廣播特性，并在構建廣播樹的過程中，同時進行著信道分配。接著，本文針對樹型結構拓撲的缺陷，提出了兩種新穎的基于圖結構的廣播協(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行分配，直到所分配的信道數(shù)等于節(jié)點的接口數(shù)或與該節(jié)點相關的鏈路已分配好信道。在路由規(guī)劃方面，解決了任意時刻網(wǎng)絡中應該調(diào)度哪些節(jié)點發(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，并結合著GreedyCode協(xié)議中提出的度量節(jié)點效率的貪婪指標，提出了EGreedyCode協(xié)議。EGreedyCode協(xié)議考慮到了多信道多接口技術的優(yōu)勢，結合著網(wǎng)

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