无线mesh网络中基于编码机会路由的传输技术研究

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1、隶劫大·坚硕士学位论文万方数据无线Mesh网络中基于编码机会路由的传输技术研究本论文获国家自然科学基金资助项目(61300200)和江苏省自然科学基金资助项(BK2011335)资助。㈣万方数据RESEARCHOFTRANSMISSION～TECHNOLOGYBASEDONNETWORKCOD烈GOPPORTUNISTICROUT烈G烈Ⅵ压RELESSMESHNETWORKAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLIUZhengSupervisedby

2、ProfessorJIYiAssociateProfessorZHANGSanfengSchoolofComputerScienceandEngineeringSoutheastUniversityJUNE2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南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对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签

3、名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：邋导师签名：遗日期：垫f生纽(9万方数据摘要编码机会路由(NCOR)结合了机会路由(OR)与网络编码(NC)的优势，利用多径传输与网络编码技术缓解了无线链路丢包率高的

4、问题，是提高无线Mesh网络吞吐率和可靠性的传输方案。由于编码机会路由依赖广播信道接入，在网络负载较高条件下隐藏节点问题愈发突出，一味增加节点的发送速率反而导致有效吞吐率下降。针对以上问题，本文对编码机会路由的应用场景进行了建模分析，并提出一种基于转发配额的优化方案。首先提出了适用于802．1l协议的广播信道竞争分析模型，通过Markov链建模的方法研究多个节点竞争网络带宽的规律，得出节点在饱和条件下保证一比一的公平性，在不饱和条件下能够满足实际带宽的结论。同时针对无线Mesh网络中存在的隐藏节点问题，分析了隐藏节点发送速率与分组冲突率的关系。基于以上分析，提出

5、了一种基于无线信道有效容量约束与NCOR流量约束的非线性的吞吐率最优化模型，给出了求解转发配额分配的方法，并加入速率控制机制，共同构成了优化后的编码机会路由协议OC-NCOR，从全局角度出发平衡各节点的实际发送速率和各个链路的投递成功率。最后在NS2．34上模拟实现TOC-NCOR协议。具体研究了协议实现的若干细节，包括报文头部格式、关键控制流程、本地缓存结构以及编码解码算法。实验结果验证了OC-NCOR的有效性，表明OC．NCOR能够有效地提高吞吐率和减少转发次数。本文提出的OC—NCOR较好的考虑了信道容量约束问题和隐藏节点问题，能够有效的降低传输成本，提高

6、吞吐率，对于编码机会路由实际应用于无线Mesh网络具有较好的借鉴意义。关键词：无线Mesh网络，编码机会路由，Markov链，非线性规划，广播信道接入，隐藏节点问题万方数据AbstractAbstractNCOR(NetworkCodingOpportunisticRouting)，whicheasestheproblemofpoorwirelesslinkbycombiningadvantagesofNC(NetworkCoding)technologyandmulti-pathtransmissioninOR(OpportunisticRouting)，is

7、atransmissionsolutiontoimprovethroughputandrobustnessinWMN(WirelessMeshNetwork)．Thehiddenterminalproblembecomesmoreprominentintheconditionofhighernetworkload，sinceNCORreliesonbroadcastchannelaccess．Inthatcase，byincreasingthetransmissionrateofnodeleadstolesseffectivethroughput．Tosolve

8、theseproblem