adaptive codeieee 802.11n长距离无线链路自适应编码

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1、AdaptiveCode：IEEE802.11n长距离无线链路自适应编码AdaptiveCodeinIEEE802.11nLong-DistanceWirelessLinks专业：计算机科学与技术作者姓名：王宇指导教师：赵增华副教授天津大学计算机科学与技术学院二零一五年十二月摘要长距离无线Mesh网络非常适合部署在偏远或者人口稀疏的地域，用于宽带网络接入。但基于IEEE802.11n的长距离无线Mesh网络，在长距离链路传输中，由于原有的停等传输方式的限制和超时重传时间太长，使得信道利用率较低、网

2、络性能仍然较差。本文首先根据大量长距离实验测量数据进行链路建模，得出各个调制编码方法（ModulationandCodingScheme）下的接收信号强度RSSI（ReceivedSignalStrengthIndication）和帧内出错率、投递率之间关系的模型。在此基础上提出了自适应编码算法AdaptiveCode，采用RS（Reed-Solomon）码作为帧内编码，LT（LubyTransform）码为帧间编码，能够根据当前链路状态动态地调整帧内编码码率和帧间编码码率，以最小冗余恢复长距离链

3、路传输过程中的出错包和丢失的数据包，从而避免重传带来的开销，提高链路吞吐率。然后设计了MAC层传输方式，采用连续发送大量数据帧和累积ACK的方式，以提高信道利用率。最后将AdaptiveCode和速率选择相结合，在链路状态动态变化时通过选择MCS和帧内/帧间编码码率达到最优链路吞吐率。本文在Matlab上实现了AdaptiveCode，并使用实验床测得的真实trace进行仿真。仿真结果表明：固定MCS时，AdaptiveCode能实现100%的解码，编码率保持在0.8以上，有效吞吐率比最大实测有效

4、吞吐率提升了22%左右；AdaptiveCode的有效吞吐率是RainbowRate的1.7倍左右。关键词：长距离，无线Mesh网络，802.11n，RS码，LT码IABSTRACTLong-DistancewirelessMeshnetworksisverysuitablefordeploymentinremoteorsparselypopulatedareastoaccesstobroadband.Butinlongdistancelink,Long-DistancewirelessMeshn

5、etworks,whichbasedonIEEE802.11n,hasalowutilizationofchannelandapoorperformanceinnetwork,duetothelimitationoforiginaltransmissionofStop-and-waitprotocolandtheloogtimeofretransmissionaftertimeout.Inthispaper,basedonlargeamountsoflong-distancelinkexperim

6、entaldata,wehaveestablishedRSSI（ReceivedSignalStrengthIndication）andIntraBER（IntraframeBitErrorRate）modelandRSSIandPDR（PacketDeliveryRatio）modelforeachMCS（ModulationandCodingScheme）.Therefore,basedonthemodels,wecomeupwithAdaptiveCode,whichusesRS（Reed-

7、Solomon）codeasintraframecodeandLT（LubyTransform）codeasinterframecodeandcoulddynamicallyadjusttheintraframeandtheinterframecodingratebasedonthecurrentlinkstatus,todealwithbiterrorandpacketlosswiththeminimumredundancytoavoidthecostofretransmissionandimp

8、rovethelinkthroughput.Meanwhile,anewMAClayerbasedonAdaptiveCodeisdesigned,whichchangethetransmissionoftraditionalMAClayer.IttransmitscontinuousframesandusescumulativeACKmannertoimprovetheutilizationofchannel.Atlast,wecombinesAdaptiveCodeandrat