網(wǎng)絡(luò)編碼在傳輸層的應(yīng)用研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding)是網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的一項前沿科技，網(wǎng)絡(luò)編碼理論一經(jīng)提出，就引起了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界廣泛的關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合編碼和路由的信息交換技術(shù)，在傳統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)的路由方法基礎(chǔ)上，接收節(jié)點對接收的多個數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，增加單次傳輸?shù)男畔⒘浚瑥亩岣呔W(wǎng)絡(luò)整體性能。網(wǎng)絡(luò)編碼可以廣泛應(yīng)用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)、P2P內(nèi)容分發(fā)、分布式文件存儲和網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域。
　　在無線網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼可以降低鏈路失效帶來

2、的影響。由于無線網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的處理能力和能量有限，對于規(guī)模很大的數(shù)據(jù)塊，應(yīng)用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，其解碼時間相當(dāng)大，本文通過分塊技術(shù)降低數(shù)據(jù)塊的規(guī)模，從而降低解碼的時間。由于應(yīng)用二項分布求解網(wǎng)絡(luò)編碼成功解碼概率的計算量相當(dāng)大，本文提出了一種成功解碼概率求解的近似方法，應(yīng)用正態(tài)分布來逼近二項分布，簡單有效地實現(xiàn)了成功解碼概率的求解，并在不同網(wǎng)絡(luò)狀況下，對隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼、分塊隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼和聯(lián)合分塊隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼的解碼概率進(jìn)行比較分析。本文統(tǒng)籌數(shù)據(jù)包傳輸次

3、數(shù)和網(wǎng)絡(luò)編碼的解碼時間復(fù)雜度，應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃的思想，求得參與編碼的數(shù)據(jù)包的最優(yōu)規(guī)模，使得網(wǎng)絡(luò)編碼的代價最小。
　　對于傳統(tǒng)的TCP協(xié)議，由于信宿端反饋失敗，可能造成不必要的重傳。本文在傳輸層上，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，通過修改網(wǎng)絡(luò)編碼的反饋機(jī)制，可以大大減少的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拇螖?shù)。通過理論證明，應(yīng)用反饋機(jī)制后，相對于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，聯(lián)合分塊網(wǎng)絡(luò)編碼成功解碼的概率提高了，而解碼時間復(fù)雜度降低了。最后，通過對比試驗驗證了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼可以大幅度地減少了重