基于網(wǎng)絡(luò)編碼的新型無(wú)線傳輸協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在高延遲、連接易間斷、低信噪比、誤碼率高等特點(diǎn)?，F(xiàn)有的傳輸協(xié)議TCP(Transfer Control Protocol)已經(jīng)不能很好的滿(mǎn)足無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要。如何保證無(wú)線鏈路的可靠安全傳輸、提高現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的利用率、優(yōu)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，已成為當(dāng)今無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信研究的重要課題之一。同時(shí)由于無(wú)線鏈路的不可靠性和物理層的廣播特性非常適合采用網(wǎng)絡(luò)編碼，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的出現(xiàn)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的可靠、高效傳輸提供了新的途徑和挑戰(zhàn)?；?/p>

2、于上述問(wèn)題，本文的研究?jī)?nèi)容從以下四個(gè)方面展開(kāi)：
　　首先分析了傳統(tǒng)TCP協(xié)議應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，并簡(jiǎn)要分析比較了各類(lèi)傳輸協(xié)議在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的改進(jìn)方案。然后介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，并重點(diǎn)闡述了隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼。在分析比較了現(xiàn)有的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳輸協(xié)議改進(jìn)方案之后，重點(diǎn)介紹了J.K.Sundararajan等人提出的典型基于網(wǎng)絡(luò)編碼的改進(jìn)協(xié)議TCP/NC。
　　其次，在分析了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)編碼改進(jìn)方案的不足之后，設(shè)計(jì)一種采用自適

3、應(yīng)重傳策略的改進(jìn)協(xié)議TCP-NCAR。改進(jìn)協(xié)議基于TCP/NC協(xié)議的基本框架，重新設(shè)計(jì)了ACK報(bào)文反饋機(jī)制、編碼報(bào)文格式、編碼報(bào)文冗余度動(dòng)態(tài)調(diào)整算法。改進(jìn)的核心是對(duì)解碼端原始報(bào)文狀態(tài)新的理解以及基于解碼矩陣狀態(tài)的自適應(yīng)重傳。并論證了改進(jìn)協(xié)議TCP-NCAR可以有效的彌補(bǔ)原有網(wǎng)絡(luò)編碼改進(jìn)方案的不足。
　　再次，在網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)OMNeT++上對(duì)實(shí)現(xiàn)了TCP/NC協(xié)議以及改進(jìn)協(xié)議TCP-NCAR，重點(diǎn)介紹了NC層發(fā)送模塊的動(dòng)態(tài)重傳算法、

4、NC接收模塊的解碼矩陣狀態(tài)信息計(jì)算和反饋算法。
　　最后，在OMNeT++仿真平臺(tái)，對(duì)本文提出的改進(jìn)協(xié)議的性能進(jìn)行了分析與驗(yàn)證。我們根據(jù)受限網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，建立了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。在模擬器中設(shè)置了鏈路帶寬、傳播時(shí)延、文件大小、報(bào)文大小、誤碼率等相關(guān)參數(shù)，對(duì)比分析了采用TCP，TCP/NC和改進(jìn)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在協(xié)議公平性、數(shù)據(jù)吞吐率、解碼矩陣規(guī)模等參數(shù)上的性能差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)協(xié)議TCP-NCAR在存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)、解碼時(shí)延等性能參數(shù)上