基于网络编码的无线网络广播重传算法研究

发布时间：2020-07-10 14:49

【摘要】：步入21世纪第二个十年,人类社会正逐步由传统的互联网时代向移动互联网时代转型。据统计,2017上半年,国内使用手机上网的用户数量已经突破11亿大关。随着便携式智能终端的普及,以及各类移动应用呈现出的爆发式增长,移动数据流量的暴增给移动无线通信技术带来了更大的挑战。相较于有线网络中的传输,无线链路自身有着不同的传输特性,例如广播传输,易受天气、建筑结构等外界因素影响,稳定性差,丢包率高等。为了保证无线网络中数据传输的可靠性,将错误或丢失的数据包进行重传是一种方便、直接、有效的方式。与此同时,重传也造成了时间和空间上的额外开销。而网络编码的提出,给无线网络中的重传研究提供了新的思路。本文以基于网络编码的无线广播重传算法为对象进行研究,主要工作如下:1.对现有的2种具有代表性的网络编码广播重传算法进行了介绍和分析,针对信道资源较为稀缺的场景,以减少整体重传次数为优化目的,提出一种基于Hash查找的无块化重传方案(Hash Searching based Non-Block Retransmission,HSNBR),该方案通过对丢失的数据包构建Hash表,在Hash表中利用Hash邻域搜索算法快速选择丢失数据包的组合,并配合发送缓存器更新机制增加丢包组合的几率,以此减少总的重传次数。仿真结果表明,该方案可以有效降低重传次数,相比现有方案在重传效率方面的性能更为优异。2.在实时性要求较高的应用场景中,数据包存在截止时间的约束条件,如果数据包在其截止时间内未能到达目的节点,则该数据包会因超时而失效。针对这一问题,本文提出了一种以降低超时数据包数量为主要优化目标,以提升重传效率为次要优化目标的低延迟Hash查找无块化重传方案(Low Latency-Hash Searching based Non-Block Retransmission,LL-HSNBR)。该方案中,发送节点会将数据包按照生存期进行升序,并优先重传靠前的数据包,以此来降低超时数据包的数量。此外,该方案利用网络编码技术以实现更高的重传效率。仿真结果表明,该方案可以有效降低数据包超时率,同时有着较高的重传效率,可以适用于实时性较强的应用场景。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92

【参考文献】