基于主动网的AFEC的设计与仿真实现

发布时间：2017-04-09 15:11

  本文关键词：基于主动网的AFEC的设计与仿真实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的进步,网络的高速发展,各种终端便携式设备的涌现,人们对无线通信质量的要求越来越高。相对有线通信来说,由于无线信道的特性,数据在网络中传输常常会发生误码,从而降低网络系统传输的可靠性。前向纠错作为差错控制方式的一种,它在实时网络和在信道较差的环境中能更好的消除丢包所带来的影响。目前大多数网络是基于端到端的的传输系统,而误码经常发生在网络的内部,传统网络的自适应前向纠错虽然在一定程度上能降低丢包率,但还是不能灵活地适用于网络内部的链路差异,例如采用纠错能力低的编码在较差的链路环境里不能有效的改善通信质量,而采用纠错能力较高的编码在遇到低丢包率的信道又白白的浪费冗余。为了解决这些问题,在本课题中引入了主动网,主动网络采用存储—计算—转发的传输模式,它不仅具有分组路由的能力,而且在传输的过程中能够对分组的内容进行修改、存储和重新定向。主动网络在网络节点的可编程性,给用户的需求提供了便捷。基于主动网的自适应前向纠错不仅能对端系统的数据进行检错和纠错,而且能对中间网络节点的数据进行实时处理,这样不仅增加了系统的可靠性,而且也提高了网络的传输效率。本文首先分析了丢包发生的原因,差错控制的手段以及常用的编码,利用MATLB搭建仿真系统,选取RS编码,验证了目前前向纠错算法所存在的缺陷。然后详细介绍了主动网的主动技术和自适应前向纠错协议,把自适应前向纠错协议加载到主动网络上,接着利用仿真软件NS2模拟主动网络,搭建仿真平台进行仿真,实验结果表明基于主动网的自适应FEC能根据当前的链路环境自动的调整FEC包所携带的冗余量以达到最理想的纠错效果,不仅节省了带宽,而且可以适应网络内部链路的差异性。
【关键词】：丢包率 自适应前向纠错 主动网 NS2
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景与意义10-12
• 1.1.1 课题背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 纠错技术与主动网的发展及研究现状12-13
• 1.3 课题的主要工作和章节安排13-15
• 第二章 纠错原理及简介15-24
• 2.1 丢包产生原因及提高通信可靠性的几种途径15-18
• 2.1.1 丢包产生的原因15-16
• 2.1.2 差错信道的分类16
• 2.1.3 提高通信可靠性的几种途径16-18
• 2.2 纠错编码的基本原理18-19
• 2.2.1 冗余度18
• 2.2.2 噪声均化18-19
• 2.3 纠错编码的分类19
• 2.4 差错控制系统分类19-21
• 2.4.1 前向纠错 (FEC，Forward Error Correction)19-20
• 2.4.2 反馈重发 (ARQ，Adtomatic repeat Request)20-21
• 2.4.3 混合纠错 (HEC，Hybrid Error Correction)21
• 2.5 几种常用的编码21-23
• 2.5.1 BCH码21-22
• 2.5.2 RS码22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第三章 基于RS的前向纠错编码设计与实现24-32
• 3.1 RS码24-28
• 3.1.1 RS码的生成多项式24
• 3.1.2 RS码编码器24-26
• 3.1.3 RS码译码器26-28
• 3.2 实验仿真28-30
• 3.2.1 实验系统搭建28-29
• 3.2.2 仿真结果及数据分析29-30
• 3.3 目前此前向纠错所存在的问题30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 主动网的基本内容及简介32-48
• 4.1 主动网产生的背景32-37
• 4.1.1 传统网络的局限性32-33
• 4.1.2 主动网络的基本概念33
• 4.1.3 主动网络的基本思想33-34
• 4.1.4 主动网的实现方式34-36
• 4.1.5 主动网络的编程模型36-37
• 4.2 主动节点37-40
• 4.2.1 主动节点体系结构37-38
• 4.2.2 主动节点的数据包处理38-40
• 4.3 主动节点的封包协议40-43
• 4.3.1 主动节点对封包的处理41
• 4.3.2 封包的结构及描述41-42
• 4.3.3 主动节点封装协议 (ANEP)42-43
• 4.4 主动网络在拥塞控制方面的应用43-47
• 4.4.1 主动网络拥塞控制的分析43-45
• 4.4.2 主动拥塞控制系统的实现45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 基于主动网的自适应FEC的设计与仿真实现48-61
• 5.1 自适应FEC协议48-51
• 5.1.1 自适应FEC协议描述48-50
• 5.1.2 编码状态转换50-51
• 5.2 NS2仿真工具51-56
• 5.2.1 NS2仿真工具简介51
• 5.2.2．NS2仿真网络组件51-52
• 5.2.3 NS2的包文件52-53
• 5.2.4 NS2的运行环境和编程语言53-54
• 5.2.5 NS2的工作流程54
• 5.2.6 NS2的特点54
• 5.2.7 NS2的安装54-56
• 5.3 实验仿真与结果56-60
• 5.3.1 Gilbert模型56-58
• 5.3.2 主动网的拓扑图58
• 5.3.3 主动节点在NS2中的实现58
• 5.3.4 实验仿真步骤58-59
• 5.3.5 实验仿真结果59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-62
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间的研究成果66

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