無線多跳網(wǎng)可靠組播傳送協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)前，有線和無線網(wǎng)絡(luò)組播通信在傳輸層均使用UDP協(xié)議，但難以應(yīng)對分組丟失和網(wǎng)絡(luò)擁塞，無法提供傳輸可靠性保證。為解決上述問題，有關(guān)可靠組播傳送協(xié)議的研究得到越來越多的關(guān)注。實(shí)現(xiàn)可靠組播的常用手段有反饋控制、擁塞控制、差錯(cuò)檢測和恢復(fù)等。當(dāng)前存在若干可靠組播傳送協(xié)議，其中，IETF下屬的可靠組播工作組RMT，于2009年在RFC5740中提出了基于NACK的可靠組播傳送協(xié)議NORM，該協(xié)議實(shí)現(xiàn)了FEC編碼傳輸、NACK反饋修復(fù)、擁塞控制等優(yōu)良

2、的可靠機(jī)制，但是其對無線多跳網(wǎng)絡(luò)的鏈路動態(tài)特性適應(yīng)性較差。本文以該協(xié)議為研究基礎(chǔ)，主要完成了編碼塊自適應(yīng)傳輸和層級修復(fù)策略，具體工作內(nèi)容如下：
　　首先，本文分析了NORM協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了其應(yīng)用于無線多跳網(wǎng)環(huán)境中存在的缺陷。NORM協(xié)議采用FEC編碼傳輸和NACK反饋修復(fù)相結(jié)合的機(jī)制來應(yīng)對隨機(jī)的分組丟失。利用擁塞控制機(jī)制來限制源端的發(fā)送速率，從而降低網(wǎng)絡(luò)擁塞。但是其預(yù)設(shè)的固定冗余度傳輸可能浪費(fèi)傳輸帶寬或接收端無法完成分組解碼

3、，不能適應(yīng)多變的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。此外，NORM協(xié)議純源端修復(fù)機(jī)制在組播節(jié)點(diǎn)過多、跳數(shù)過長時(shí)下可能帶來修復(fù)時(shí)延的劇增、源節(jié)點(diǎn)處理負(fù)擔(dān)過重等問題。
　　其次，為了解決NORM協(xié)議的上述問題，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了NORM-adv協(xié)議。該協(xié)議采用了FEC編碼塊自適應(yīng)傳輸機(jī)制，將主動修復(fù)PFEC與被動修復(fù)RFEC相結(jié)合。該機(jī)制在發(fā)送端利用接收端反饋的NACK消息估算全網(wǎng)的組播丟失率，以此調(diào)整當(dāng)前周期被動發(fā)送的FEC分組和下一周期主發(fā)送的FEC分組

4、數(shù)量，將有效減少接收端的反饋NACK消息，從而提升網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)吞吐率。此外，本文設(shè)計(jì)出了一套底層路由協(xié)議無關(guān)的多級本地修復(fù)算法，充分利用組播樹上游接收成員緩存的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行修復(fù)，無法修復(fù)時(shí)再向上一級節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求，直至源端。
　　最后，在Linux系統(tǒng)下開發(fā)了協(xié)議軟件NORM-adv，搭建了真實(shí)的無線多跳組播網(wǎng)絡(luò)，主要針對FEC編碼自適應(yīng)傳輸功能模塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。文中詳細(xì)地介紹了實(shí)驗(yàn)平臺、實(shí)驗(yàn)工具和測試方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NORM-a