D2D网络中基于立即可解网络编码的重传方案研究

发布时间：2020-07-25 09:02

【摘要】：网络编码技术的核心机制是利用网络中间节点对接收到的数据进行编码处理后转发给下游节点,以提升传输有效性,实现最大网络传输容量。其中立即可解网络编码编解码简单,译码时延能得到有效控制。D2D(Device-to-Device)通信是一种蜂窝系统控制下的短距离直接通信技术,利用系统授权频段实现通信,能有效节约系统资源。本文针对立即可解网络编码和D2D通信技术的特点,研究并设计适用于D2D通信网络的基于立即可解网络编码的重传方案,发挥两者在无线网络重传中的优势,提升传输有效性。首先,该文针对D2D无线网络中多终端并发协作重传冲突避免问题,提出一种基于立即可解网络编码的时延最小化重传方案。该方案充分利用D2D无线网络终端协作传输数据的优势,并联合各终端数据包接收状态信息,综合考虑时延的影响因素,选取单次重传时延增量小的数据包生成编码包,最小化重传时延。同时,构建终端冲突图,在图中搜索极大独立集,根据各终端的编码包权重值,选择最大加权独立集中的终端作为并发协作重传终端,从而降低重传次数。仿真实验的数据证明,所提方案能够达到改善D2D网络传输效率的目的。其次,为进一步提升译码增益,在基于立即可解网络编码的时延最小化重传方案的基础上提出基于缓存的立即可解网络编码重传方案。由D2D网络中各终端的数据包接收状态矩阵和各终端连接状态构建冲突图模型,将并发协作重传终端和编码包的选择同时置于同一冲突图模型中进行,降低重传过程中系统的计算总量。同时,各个接收终端对收到的不可解编码包进行缓存处理,充分利用其在后续重传过程中的解码增益,减少重传次数。仿真实验的数据表明,连接度不同的D2D网络中,基于缓存的立即可解网络编码重传方案能有效减少重传次数。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：

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网络编码概述1 网络拓扑图网络编码与网络拓扑的关系十分紧密，在网络技术的所有相关研究中，常的图来描述网络拓扑结构，图中的点一一对应网络拓扑图中的节点，图中示网络节点之间的数据通信链路。定义 2.1 网络拓扑图：有向图 G (V , E)，其中V 表示图 G 中的顶点集 G 中的有向边集合。网络拓扑图中每一个顶点与网络中的一个节点对应果网络节点之间存在数据链路，则对应的网络拓扑图中与之对应的两个存在一条有向边代表链路，边的方向表示节点间的数据流方向。

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统存储转发方式 (b) 网络编码转图 2.2 传统“蝶形网络”示意图图是典型的“蝶形网络”模型。假设网络图容量，为便于计算分析，这里将每条数据节点间的传输链路及其方向。如图 2.2(a)，包 a 和 b，由网络图可以看出，拥有两个有可以直接通信的链路，只能通过1A 、2A 到数据包 a 和 b。如果中间节点1A 、2A 、且每个发送时隙仅能转发一个数据包，那时隙内只能将分别来自两个不同的上游节游节点C ，再经由节点C 转发给信宿节点 a，那么在此之前，信宿节点1D 和2D 已经

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图 2.3 有向网络拓扑图细的网络拓扑结构，整个传输过程中，满足代数型网络编码的编码条件。表示网络的输出信息流，网络图中每现，其中有向边1e 、2e 和3e 由编码系1 1 12 2 23 3 31 1, 1 2, 1 3, 2 1, 1 2, 1 3, 3 1, 1 2, 1 3, ) (X ,1) (X ,2) (X ) (X ,1) (X ,2) (X ) (X ,1) (X ,2) (Xe e ee e ee e eeee 发链路4e 、4e 和6e 和7e 上的数据流的1 4 2 41 5 2 54 , 1 , 25 , 1 , 2( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )e e e ee e e ee e ee e e

【参考文献】