卫星通信中机会式路由与编码感知技术研究

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1、代号107011101120235学号TN911密级公开分类号题（中、英文）目卫星通信中机会式路由与编码感知技术研究ResearchonOpportunisticRoutingandCoding-AwareTechnologyinSatelliteCommunication作者姓名吴欣伟指导教师姓名、职务肖嵩教授学科门类工学学科、专业通信与信息系统二○一四年三月提交论文日期万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知

2、，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：_______________日期：______________关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学

3、。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印、或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本人签名：_______________日期：_______________导师签名：_______________日期：_______________万方数据摘要卫星通信具有全球覆盖、扩展性良好、接入方便、故障率低等优点，在很多领域得到广泛的应用。然而，卫星网络拓

4、扑动态变化，链路时延大、误码率高以及星上资源有限等特征，使得传统的地面网络路由协议不适用于卫星通信网络。因此，需要设计一种适应于卫星网络的高效可靠的路由协议。近年来，网络编码技术凭借其能大幅度改善网络性能成为了通信领域的研究热点。但一般网络编码对网络性能的提高有限，本文将网络编码与机会式路由技术有机结合，设计出基于网络编码的机会路由算法，并通过仿真验证了其有效性。针对MORE协议“Stop-Wait”机制导致网络中只能同时传输一段数据的问题，本文提出一种节点协作确认的网络编码机会路由协议。该协议将卫星网络中

5、的节点划分成多个节点集，同一节点集中的节点互相利用基于零空间的反馈来协作确认接收编码向量是否满秩，且当接收编码向量满秩后，该节点集会代替上一节点集继续发送本段数据包，并通知上一节点集发送下一段数据包，使得网络中可以同时传输多个数据段。仿真实验表明相比于传统的MORE算法，具有大约8%~20%的吞吐量增益，降低了20%左右的时延，具有较大的优势。当网络中存在多条传输流时，编码感知路由协议对网络性能的提高有限。为了进一步提高卫星网络的传输性能，本文提出了一种结合流内与流间网络编码的路由协议—编码感知混合在线机会

6、式网络编码。该协议在不同数据流间利用编码感知寻找可以进行流间网络编码的节点，并在同一个数据流内采用在线机会式网络编码。因此，该协议在通过流间网络编码减少传输次数的同时可以利用流内网络编码对抗质量较差的链路。仿真实验表明，和传统的编码感知路由算法相比，具有大约10%~20%的吞吐量增益，降低了大约15%左右的传输时延，适用于卫星网络。关键词：卫星通信网络编码机会路由编码感知万方数据AbstractSatellitecommunicationhasbeenwidelyusedforitsuniquevirtua

7、lofglobal coverage,goodscalability,easyaccess,lowfailurerate,etc.However,thetraditional terrestrialnetworkroutingprotocoldoesnotapplytosatellitenetworkduetothe dynamicsatellitetopology,largelinkdelay,highbiterrorrateandlimitedresourcesin satelliteenvironme

8、nts.Thusit’snecessarytodesignanefficientandreliablesatellite routingprotocol.Conventionalnetworkcodingcanonlydolimitedimprovementon networkperformance,thereforeiteffectivelycombinesnetworkcodingand opportunis