基于机会式网络编码的低时延广播传输算法

为了提高无线网络中数据包广播传输的效率,本文提出了一种基于机会式网络编码的广播传输算法.该算法在发送端按一定顺序选择不同终端的丢包,并采用异或运算编码重传包,在终端采用从重传包中解码数据包的方法恢复丢包.该算法优先恢复时间重要性较高的丢包,并使多个终端同时从单个重传包恢复其丢包,因此有效地提高了广播传输效率并降低了传输时延.在典型的无线信道条件下得到的仿真结果表明了本文算法相比其它算法可以有效地提高传输带宽并降低数据包传输时延.

基于机会式网络编码的高效广播传输算法

为了提高无线网络广播传输的效率,针对单跳无线网络提出了采用编码方法的广播传输算法。在传统的无线广播传输模型的基础上,分别实现了基于机会式网络编码的单组合分组广播传输算法和多组合分组广播传输算法。它们采用不同的策略选择多个丢失分组编码组合成重传分组,并通过从编码组合数据分组中恢复丢失分组的方式来提高广播传输的吞吐量。仿真结果表明,新算法在不同无线信道传输模型下相比已有的算法有效地降低了广播传输所需的传输带宽。

一种基于机会式网络编码的高效广播重传方法

为了提高无线广播网络中数据传输的效率,该文提出了一种新颖的基于机会式网络编码的重传方法。将机会式网络编码技术应用于丢包的重传,并采用高效的丢包组合策略生成重传包。根据网络终端的丢包情况,首先创建丢包的哈希表,再根据哈希表快速选择满足一定编码条件的丢包以生成重传数据包,从而在提高重传性能的同时,有效地降低了重传方法的复杂度。仿真结果表明该方法相比已有算法能有效地减少重传次数,并提高重传包发送和接收的效率。

基于预测的机会式网络编码

针对理论网络编码在实际应用上的缺陷,以及现有机会式网络编码完全依赖于消息偷听导致应用场合的局限性,以完全不同于网络编码优化问题的思路,提出了基于预测的机会式网络编码的方法。其主要思想是:基于网络流量的自相似性,利用EMD(经验模式分解)和ARMA(自回归滑动平均)预测下一个报文的到达时间,综合计算编码时间、为了编码而等待的时间、传输时间等要素,从而决定是否编码。推导出了网络编码在不同情况下要实现吞吐量正增益可以等待的时间上界。仿真实验结果显示,在吞吐量上,提出的方法相对于理论网络编码平均提高15%左右,相对于当前的存储转发平均提高21%左右。在提高吞吐量的基础上,提出方法也可有效地降低网络的能量消耗。

无线网络中应用机会式网络编码的广播重传方法

为了提高无线网络中数据包的传输效率,提出了一种利用机会式网络编码的无线广播重传方法(WBR方法).该方法在基站先以最小重传次数下限为约束条件选择编码数据包,再传输采用机会式网络编码方法生成的组合重传包,在终端从收到的单个或多个组合重传包中恢复丢包.由于选择了更多的丢包编码生成组合重传包,使终端能从更少的组合重传包中恢复其丢包,从而有效地减少了广播重传次数.相比传统自动重传请求方法和基于网络编码的重传方法,WBR方法具有传输效率更高的特点.仿真结果表明,与自动重传请求方法和已有的基于网络编码方法相比,WBR方法的平均广播重传次数最少,而且相比自动重传请求方法的平均重传次数减少了55%.

基于机会式网络编码的多用户信息交换

在两对用户通过一个公共中继节点的协作进行数据交换的无线通信环境下,该文研究了基于机会式网络编码的中继策略,即中继节点可以转发编码的分组,也可以转发未编码的分组的中继策略,说明了该中继策略与传统的复制重传中继策略相比能极大的减少系统功率消耗。传统的中继策略几乎必然导致分组的递交时延,而在机会式网络编码的中继策略下,中继节点为提高能量使用效率也可能导致某些分组递交时延增加。通过建立一个马氏链,该文刻画了在机会式网络编码的中继策略下每个分组的平均时延和平均功率消耗。仿真结果说明平均时延和平均功率消耗之间存在着某种折衷关系。对于缓冲区大小为1的情形,该文给出了这种折衷关系。

基于机会式网络编码的多阶段重传机制

为进一步提高无线单跳网络中基于网络编码的重传机制的效率,提出了基于机会式网络编码的多阶段重传机制(multi-stage retransmission scheme,MSRS)。根据丢包分布的不同特性,MSRS将丢包恢复分为两个阶段。第一阶段对全译码特性丢包利用严格即时可解网络编码思想进行恢复,第二阶段对非全译码特性丢包利用基于缓存的网络编码进行协助恢复。MSRS分阶段恢复丢包的思想充分利用了全译码特性包的编码机会,同时也挖掘了非全译码特性包潜在的编码机会,解决了非全译码特性包编码机会利用率低的问题。仿真实验表明,MSRS相比现有基于网络编码的重传方法能有效降低重传次数,且具有更好的稳定性。

基于机会式网络编码改进的加权广播重传方法

针对在无线广播网络链路状态不同和丢包率较高的情况下,WONCR(Weighted opportunistic network coding retransmission)等重传方法存在计算复杂度高的问题,提出了一种经过改进的基于机会网络编码的加权广播重传方法.该方法先根据接收端的反馈信息构建加权数据包状态矩阵,然后根据状态矩阵创建丢包的Hash表,最后通过Hash邻域最大值搜索和接收端缓存优化快速选择满足一定编码条件的丢包组合通过异或生成编码包进行重传,从而在保持较高重传性能的同时,有效降低了重传方法的时间复杂度和接收端所需的缓存容量.仿真结果表明相比已有算法有较低的时间复杂度,能有效地减少计算开销和接收端的缓存压力,大大提高实用性.

无线网络中机会网络编码与代数网络编码相结合的重传方案

提出无线网络中机会式网络编码与代数网络编码相结合的重传方案,采用代数网络编码策略来解决非关联特性包的重传问题.该方案分两个阶段,第一阶段采用机会网络编码恢复关联包的丢包;第二阶段采用代数网络编码对非关联包进行包恢复.代数网络编码阶段把机会式网络编码恢复关联包后的矩阵作为代数网络编码的初始信息矩阵,依据该矩阵的满秩分解的结果筛选出合适的编码矩阵,再删除该矩阵中的关联包所对应的列使得非关联包的转移矩阵的行列式不为零,接收端依据转移矩阵一次可恢复多个非关联包.该方案的优势在于充分利用机会网络编码编解码容易,与代数网络编码一次可恢复多个非关联丢包的优势,最大化编码增益,降低了重传开销.仿真结果证明该重传方案优于典型机会式网络编码的重传性能.

基于数据包重要性的低时延广播重传算法

无线广播信道存在噪声和多径衰落,导致无线广播性能较差。传统的无线广播重传技术更多地考虑重传效率,而忽视了重要数据包优先重传的问题,使得一些特殊应用难以优先获得那些重要性较高的丢包。为提高无线广播重传的性能,同时满足对数据包重要性敏感应用的需求,本文在传统广播重传技术的基础上提出了一种基于数据包重要性的低时延广播重传算法。此算法在利用机会式网络编码方法编码重传包时,根据各终端所含丢包重要性的级别,分别对丢包进行编码优先权排序,在满足各终端能够及时译码的基础上优先编码终端中重要性高的丢包,权衡丢包重要性与参与编码丢包总的数量,使得一次编码重传中,参与编码的丢包数尽可能的多,并且使重要性级别靠前的丢包优先参与编码,如此不仅保持了一个较好的重传效率,降低了传输时延,同时又缩短终端获取高重要性丢包的时间。仿真结果表明,在典型的无线信道条件下,此算法不仅保持了现有的经典策略好的重传增益,同时突出了重要性高的丢包能够优先获得的优点,降低了传输时延。