无线网络下网络编码方法优化研究及性能的分析

摘要

网络编码(Network Coding)是一种能够提高网络吞吐量的新兴技术。通过对接收到的信息进行某种编码操作,将不同的数据融合一起再发送。接收端通过接收编码包来进行解码操作从而还原出原始数据。网络编码技术的提出,为网络的信息路由指出了一个新的方法和途径,很多的网络编码技术不断的被提出来。无论是在有线环境还是无线环境,网络编码都能够有效的提高这些网络的整体性能。
　　在众多的网络编码方法中,随机线性网络编码是一种研究得最多的方法,很多具体的编码方法都是属于这一类的。编码向量的线性相关性会影响网络编码的解码概率,进而影响网络编码的性能。网络编码的解码概率主要与编码域和编码块规模即编码包的个数这两个参数有关。对于这些参数的取值进行优化能够提高网络编码的性能。通过分别分析编码域和编码块规模对编码向量线性相关的关系,可以知道增加编码域大小可以增大编码包成功解码的概率。但是解码概率的增长是非线性的。同时增大编码域的值势必会带来网络控制开销的增加,因此,可以在编码域中取到一个值,这个值能保证编码向量在有一定的解码概率的基础上，能够因编码域值带来的网络开销尽量小;另外在本文中也分析了编码块规模对与解码概率的影响,增大编码块规模可以增加解码概率,但同时会增加网络节点的处理延时。为了使处理延时最小,编码块规模应该尽量小。
　　TCP(Transmission Control Protocol)在无线网络环境中的性能不是很理想,这主要是因为TCP无法区分造成丢包事件发生的原因而简单的当作拥塞处理,降低发送速率,从而导致网络性能下降。网络编码能够一定程度上屏蔽网络丢包带来的影响,本文将网络编码应用到传输层的TCP协议上，并对编码域和编码块规模进行最优值选取,仿真实验表明嵌入网络编码的TCP可以有效的减少包的重传个数。

目录

无线网络下网络编码方法优化研究及性能的分析

research on optimization and analysis of network coding in wireless network

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2网络编码技术的研究目的和意义

1.3网络编码研究现状及分析

1.4本文主要研究工作

1.5本文的结构

第2章 网络编码研究概述

2.1 网络编码介绍

2.2网络编码当前研究的热点及其遇到的主要问题

2.3面向无线网络环境的网络编码研究与应用

2.4本章小结

第3章 网络编码参数优化分析

3.1研究动机

3.2 编码域选择

3.3 编码块大小选择

3.4 网络编码时延分析

3.5本章小结

第4章 网络编码在无线网络中的应用

4.1研究动机

4.2 传输控制协议

4.2.1 原理介绍

4.2.2 连接建立与释放

4.3嵌入网络编码的TCP协议设计

4.3.1 协议介绍

4.3.2 原理示意图

4.3.3 网络编码在主要阶段的处理流程

4.3.4 数据包格式

4.4算法描述

第5章 网络编码协议仿真

5.1实验场景

5.2实验结果

5.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢