无线网络编码的队列调度与性能分析

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1、浙江工业大学硕士学位论文无线网络编码的队列调度与性能分析作者姓名：伍永超指导教师：朱艺华教授、池凯凯副教授浙江工业大学计算机科学与技术学院2013年5月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterQueueSchedulingandPerformanceAnalysisBasedonNetworkCodinginWirelessNetworksCandidate：YongchaoWuAdvisor：Prof．Yi．．huaZhuAssociatePr

2、of．KaikaiChiCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyMay2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：彳芝10趣日期：砂

3、侈年夕月矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密Jo(请在以上相应方框内打“、／”)作者签名：导师签名：在缸忽缈彩孑日期：列；年5-月7。Et日期：奶年r月弦El浙江工业大学硕士学位论文无线网络编码的队列调度与性能分析摘要无线网络因具有使用

4、灵活、易于拓展等优点，得到了大量应用。相比于有线网络，无线网络存在链路数据传输率低、易丢包、易被窃听、传输时延大、节点需要电池供电等缺点。网络编码(Networkcoding)可以充分利用无线链路的广播特性，在一定程度上可以克服无线网络的上述缺陷，因而，它在无线网络领域得到应用。近年来，节点缓冲队列的调度机制作为网络编码领域的新的研究方向，已越来越受到国内外研究学着的关注。因此，如何结合网络编码并设计有效的队列调度策略，从而提高无线网络的吞吐量等性能具有极其重要的意义。本文首先介绍了网络编码的原理及无线网络编码的相关技术，总结和分析了几种经典的基于无

5、线网络编码的队列调度策略。针对不同数据流上数据包长度和链路传输速率都可能存在差异的两跳无线网络，应用马尔可夫模型对基于网络编码和机会调度的网络吞吐量进行了分析；给出了网络编码方案的吞吐量增益。最后，用仿真分析了数据包长度、链路速率以及缓冲区容量对网络吞吐量的影响。针对多跳无线网络，提出了一种有效的队列调度策略OMT-NC(One．To．MultipleNetworkCoding)。这种策略考虑到了数据包长度对网络编码性能的影响，改进了传统的“一对一编码”方式因不能充分利用数据包长度之问的差异性导致吞吐量不高的缺陷，它采用“一对多编码”方式，主要特征在

6、于：当多条流上的数据包长度存在差异时，将数据包长度小的流上的多个数据包拼装成一个数据包参与编码。此外，OMT-NC在编码时考虑了链路速率对网络编码性能的影响，并给出了数据流是否参与编码的判决标准。仿真实验表明，OMT-NC能够显著地提高网络的吞吐量。关键词：无线网络，网络编码，数据包长度，链路传输速率，队列调度，吞吐量QueueSchedulingandPerformaceAnalysisBasedonNetworkCodinginWirelessNetworksABSTRACTNowadays，wirelessnetworkhasbeenwidel

7、yusedduetoitsflexibilityandscalability．However,comparedwithwirednetworks，wirelessnetworkshavesuchshortcomingsaslowlinkrate，highpacketlossrate，pronetoeavesdropping，largetransmissiondelayandbattery—powerednodes。Networkcoding，whichcanovercometheaboveproblemstoacertainextendbecause

8、ofitsfulltakingadvantageofthephysical—layerbroadcastpr