編碼分組網(wǎng)絡(luò)的效用最大化及網(wǎng)絡(luò)編碼在應(yīng)用方面的研究.pdf

1、2000年，Ahlswede等人基于網(wǎng)絡(luò)信息流的概念提出了網(wǎng)絡(luò)編碼的思想。通過(guò)允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼，可以獲得網(wǎng)絡(luò)組播速率的最大流限，即網(wǎng)絡(luò)資源利用的理論上限，而通過(guò)傳統(tǒng)的路由和復(fù)制并不一定能夠獲得該最大流限。此外通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼可以取得節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，平衡鏈路負(fù)載，優(yōu)化能量受限網(wǎng)絡(luò)的能量消耗等好處。目前，有關(guān)網(wǎng)絡(luò)編碼理論的研究已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的高度重視，網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)信息理論領(lǐng)域最受矚目的研究熱點(diǎn)之一。 本論文的工作基本都圍

2、繞網(wǎng)絡(luò)編碼展開，首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼的設(shè)計(jì)進(jìn)入了系統(tǒng)深入的分析。在此基礎(chǔ)上，在理論方面，對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)編碼的分組網(wǎng)絡(luò)的效用最大化進(jìn)行了深入的研究。在應(yīng)用方面，研究了隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行文件共享時(shí)對(duì)文件下載成功率或下載時(shí)間的影響，以及如何利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集等問題。論文包含以下幾個(gè)部分： 第一章：介紹網(wǎng)絡(luò)編碼提出的背景、網(wǎng)絡(luò)編碼的概念和網(wǎng)絡(luò)編碼的研究現(xiàn)狀，以及本論文所做的工作。 第二章：

3、總結(jié)網(wǎng)絡(luò)編碼在設(shè)計(jì)方面的研究成果，詳細(xì)介紹線性網(wǎng)絡(luò)編碼、隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼、使用于循環(huán)網(wǎng)絡(luò)的帶時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)編碼設(shè)計(jì)方案，以及能夠應(yīng)用于分組網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)編碼，為后面幾章的研究工作奠定理論基礎(chǔ)。 第三章：研究編碼分組網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效用最大化問題。針對(duì)提出的單通話編碼分組網(wǎng)絡(luò)效用最大化模型，提出了分布式的梯度投影算法，并證明了算法收斂的充分非必要條件，通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法的正確性。 第四章：研究傳輸合同約束條件下且編碼子圖給定時(shí)編碼

4、分組網(wǎng)絡(luò)的效用最大化問題。基于提出的優(yōu)化模型，通過(guò)對(duì)偶分解，提出了分布式的梯度投影算法，證明了算法收斂的充分非必要條件，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法的正確性。 第五章：研究隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行文件共享時(shí)所帶來(lái)的性能增益。針對(duì)上傳數(shù)據(jù)受限且MAC層理想無(wú)沖突、MAC層存在沖突、以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)且MAC層存在沖突三種情形，分別通過(guò)仿真研究了隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼相對(duì)于傳統(tǒng)路由所帶來(lái)的增益問題。 第六章：研究在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)