Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)基于QoS的網(wǎng)絡(luò)編碼研究.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是利用多個移動節(jié)點組成的多跳網(wǎng)絡(luò)，具有自組織、無中心、動態(tài)拓撲和分布式等特點。同時由于成本低廉，易于部署，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于軍事操作，山地通信，家庭物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?，F(xiàn)在，隨著多媒體應(yīng)用的日益普及，基于無線網(wǎng)絡(luò)的各種音頻、視頻和高實時性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如 VOIP、視頻會議等)在商業(yè)應(yīng)用上的迅速發(fā)展，使得人們對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母黜桻oS指標提出了更高的要求。
　　由于無線信道的廣播特性可以為網(wǎng)絡(luò)編碼提供冗余

2、條件，網(wǎng)絡(luò)編碼利用不同數(shù)據(jù)包、不同節(jié)點、不同無線信道之間的時間冗余和空間冗余，將不同的數(shù)據(jù)包信息編碼在一起依次發(fā)送，降低了數(shù)據(jù)傳輸時延同時增加了網(wǎng)絡(luò)容量，在無線網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。而多媒體應(yīng)用信息的傳輸通常對時延具有嚴格的限制，對無線網(wǎng)絡(luò)時延QoS保障的需求越來越迫切，所以設(shè)計出在 Ad Hoc編碼提供對實時數(shù)據(jù)流傳輸?shù)腝oS保障算法具有重要的應(yīng)用價值。
　　本文首先針對Ad Hoc中機會網(wǎng)絡(luò)編碼，提出了一種網(wǎng)絡(luò)編碼隨機優(yōu)先級檢測調(diào)度

3、算法（Random early detection with priority，REDP）。該算法使得數(shù)據(jù)流能夠根據(jù)自身優(yōu)先級和擁塞程度調(diào)整丟包概率，從而主動丟棄數(shù)據(jù)包提前避免擁塞，降低傳輸時延和失真率。本文對兩條數(shù)據(jù)流建立 Markov數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了引入 REDP算法下數(shù)據(jù)流的丟包率和時延數(shù)學(xué)表達式，證明在丟包率滿足流媒體丟包率QoS標準的前提下，該算法能有效降低等待時延。之后對比分析網(wǎng)絡(luò)編碼環(huán)境中REDP算法和PNCP（Prob

4、abilistic Network Coding with Priority）算法性能，仿真結(jié)果表明，REDP能夠有效增加網(wǎng)絡(luò)編碼機會，同時減小失真率，更利于視頻、語音等實時業(yè)務(wù)流的傳輸。
　　其次，本文利用李雅普諾夫模型分析了REDP算法在多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，證明其能夠使得整個系統(tǒng)的端到端平均時延穩(wěn)定且有上界。根據(jù)此結(jié)果，本文設(shè)計了中繼節(jié)點的緩存結(jié)構(gòu)，提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多跳動態(tài)時延分配算法。該算法能夠根據(jù)各個節(jié)點隊列的