无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案研究
发布时间：2020-10-10 18:36
网络编码NC(Network Coding)技术是提升无线网络传输性能的有效途径之一。网络编码技术允许网络中间节点将接收到的数据包按一定规则进行编码再转发给下一级节点,网络编码可通过一次传输让多目的节点受益,有效提高吞吐量。无线网络的广播特性和无线网络传输媒介的特殊性,使得基于网络编码的无线网络重传应用具有重要意义。无线网络的有效传输对发送节点反馈信息具有一定的依赖性,反馈信息丢失将导致发送节点不能了解接收节点的真实接收状态,降低无线网络传输有效性。本文针对无线网络中不完美反馈下基于网络编码的传输方案展开研究。首先,针对单源单中继无线多播网络场景,提出不完美反馈下基于网络编码的重传方案NCIF(Retransmission Scheme based on Network Coding with Imperfect Feedback)。基于部分可观测马尔科夫决策过程理论,对不完美反馈下的重传过程进行建模。发送节点根据系统观测状态和最大置信度更新系统估计状态,根据数据包发送顺序,优先选择最早丢失且能够恢复最多丢包的编码包重传。目的节点缓存不可解编码包以提升编解码机会。重传过程中源节点关注目的节点请求包需求,相同情况优先选择传输可靠性较高的中继节点,提升传输有效性。仿真结果表明,在不完美反馈下相对于传统方案,本方案可有效提高重传效率。其次,针对不完美反馈下多源多中继无线多播网络重传问题,在相关研究基础上,提出不完美反馈下基于网络编码的重传方案。在源节点重传阶段,首先根据源节点反馈状态矩阵计算最大置信度,然后更新中继节点和目的节点的估计接收状态,源节点再根据估计接收状态重传在中继节点和目的节点同时丢失的数据包;中继调度恢复阶段,首先根据中继节点反馈状态矩阵计算最大置信度,然后更新目的节点估计接收状态,选择理论上能成功传输更多线性无关编码包的中继节点重传编码包。仿真结果表明,采用置信状态对目的节点的接收状态进行估计,可以有效的降低发送节点对反馈信息的依赖,提高重传有效性。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN92
【部分图文】：
电大学硕士学位论文 第 2 章 网络编码技* * * *1 2[ , ,..., ]TjP P P P表示接收到的线性编码包向量， C 表示 j k维全列向量1 2 1[ , ,..., , ]Tk kP P P P P 表示原始数据包的向量表示。通过确定根据线性代数中的概念，可以使新生成的编码包与网络中的其它编码立，当目的节点接收到足够的相互独立的线性编码包时即可解码出原据包经过编码传输的过程如图 2.5 所示。
图 2.6 随机线性网络编码示例图同理，在目的节点2t 接收到2Y 和3Y 两个编码包，解码出原始数据包 和 线性网络编码中，有限域的大小是编解码性能的重要参数，有限域越大编系数向量之间线性独立的概率越大，文献[55]指出当有限域qF 为82 就可概率满足编码系数向量相互独立的条件。3 机会式网络编码Katti 等人[7]等人提出机会式网络编码，不同于线性网络编码和随机线性机会式网络编码的编码系数从有限域 GF(2)中选取，机会式网络编码通进行编码。无需将全部的原始数据包编码，而是根据目的节点原始数据况，将满足编码要求的数据包进行编码并将编码包重传。当目的节点接后，根据已有原始数据包和接收到的编码包进行解码操作从而获得丢失
.3 不完美反馈下基于网络编码的全丢失重传方案传统无线网络中，当发送节点未接收到目的节点的反馈信息时，系统认为据包丢失，发送节点直接重传该数据包。在数据包恢复阶段，当发送节点目的节点的反馈信息时，发送节点直接重发编码包。不完美反馈下基于网络编码的全丢失重传方案(All Lost Retransmission Sce on Network Coding with Imperfect Feedback, ALIF)将传统的处理方式与网术相结合，如果发送节点未接收到目的节点的反馈，则将接收状态置为丢如图 3.3 所示，系统观测状态矩阵中目的节点1D 和2D 分别丢失数据包1P 和 3.3(a)所示，由于反馈信息的丢失，发送节点视为数据包丢失，更新数据态矩阵，如图 3.3(b)所示。然后发送节点根据 CBPS 包选择算法生成编码对应编码包，直到所有目的节点接收到所有的数据包。
【参考文献】
本文编号：2835434
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN92
【部分图文】：
电大学硕士学位论文 第 2 章 网络编码技* * * *1 2[ , ,..., ]TjP P P P表示接收到的线性编码包向量， C 表示 j k维全列向量1 2 1[ , ,..., , ]Tk kP P P P P 表示原始数据包的向量表示。通过确定根据线性代数中的概念，可以使新生成的编码包与网络中的其它编码立，当目的节点接收到足够的相互独立的线性编码包时即可解码出原据包经过编码传输的过程如图 2.5 所示。
图 2.6 随机线性网络编码示例图同理，在目的节点2t 接收到2Y 和3Y 两个编码包，解码出原始数据包 和 线性网络编码中，有限域的大小是编解码性能的重要参数，有限域越大编系数向量之间线性独立的概率越大，文献[55]指出当有限域qF 为82 就可概率满足编码系数向量相互独立的条件。3 机会式网络编码Katti 等人[7]等人提出机会式网络编码，不同于线性网络编码和随机线性机会式网络编码的编码系数从有限域 GF(2)中选取，机会式网络编码通进行编码。无需将全部的原始数据包编码，而是根据目的节点原始数据况，将满足编码要求的数据包进行编码并将编码包重传。当目的节点接后，根据已有原始数据包和接收到的编码包进行解码操作从而获得丢失
.3 不完美反馈下基于网络编码的全丢失重传方案传统无线网络中，当发送节点未接收到目的节点的反馈信息时，系统认为据包丢失，发送节点直接重传该数据包。在数据包恢复阶段，当发送节点目的节点的反馈信息时，发送节点直接重发编码包。不完美反馈下基于网络编码的全丢失重传方案(All Lost Retransmission Sce on Network Coding with Imperfect Feedback, ALIF)将传统的处理方式与网术相结合，如果发送节点未接收到目的节点的反馈，则将接收状态置为丢如图 3.3 所示，系统观测状态矩阵中目的节点1D 和2D 分别丢失数据包1P 和 3.3(a)所示，由于反馈信息的丢失，发送节点视为数据包丢失，更新数据态矩阵，如图 3.3(b)所示。然后发送节点根据 CBPS 包选择算法生成编码对应编码包，直到所有目的节点接收到所有的数据包。
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
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相关硕士学位论文 前1条
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本文编号：2835434
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