基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输系统设计与实现

发布时间：2017-06-30 13:22

  本文关键词：基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线Ad Hoc网络无需任何硬件基础设施的支持,能快速简单构建通信网络,网络中的节点都是由移动主机组成,使得人们能够不限时不限地自由的进行通信。近年来,无线Ad Hoc网络在军事、民用方面都得到了广泛的应用。然而无线Ad Hoc网络拓扑较其他的无线网络具有多跳动态变化的特点,采用传统的路由机制很难能达到高效和可靠的数据传输,将网络编码技术应用到无线Ad Hoc网络中可以很好的解决这些问题。网络编码是一种新型的信息交换技术,它在传统路由技术的基础上中融合了编码算法,使得网络中的节点能够对收到的数据进行一些编码处理,从而达到提高网络吞吐量,节省网络带宽,提高网络鲁棒性,均衡网络负载的目的。因此,网络编码具有重要的理论价值和广泛的应用前景。论文主要研究在无线Ad Hoc网络数据传输过程中利用网络编码提高网络的传输效率以及网络吞吐量的系统设计及实现方法。论文主要工作包括:1.针对无线Ad Hoc网络容量小,多跳路由等特点,本文提出了基于网络编码的无线网络数据传输方案。该方案针对Ad Hoc网络的拓扑结构,在两条独立信息流流入的假设下,建立了以信息交换为场景的系统模型,通过节点双缓存队列的设计以及流间网络编码算法,减少了相同信息量的传输次数,提高了数据传输效率从而使得系统的吞吐量得到提升。2.针对异步网络数据流信息交换的特点,若采用被动纯等待编码传输策略,可能会造成系统吞吐量低于传统的路由转发方式的吞吐量的问题,本文提出了一种基于01选择的异步网络数据交换调度策略。该策略与基于队列长度控制的策略相比时延较小,与基于时延等待控制的策略相比实施复杂度较低。3.为了验证论文提出算法的优越性,本文在VxWork操作系统下设计并实现了基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输系统平台,并设计了一套适用于该系统的协议模型。仿真结果表明,基于网络编码的无线网络数据传输方案在传输效率上优于传统的存储转发方案,并且在系统吞吐量上提高了20%以上。
【关键词】：无线Ad Hoc 网络编码 信息交换 异步数据流 VxWorks
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 引言15
• 1.2 网络编码的发展及研究现状15-17
• 1.3 本文主要工作17
• 1.4 本文主要结构17-19
• 第二章 无线Ad Hoc网络及网络编码概述19-29
• 2.1 无线Ad Hoc网络19-21
• 2.1.1 无线Ad Hoc网络的概念和特点19-20
• 2.1.2 无线Ad Hoc网络的应用20-21
• 2.2 网络编码21-28
• 2.2.1 网络编码的概念21-23
• 2.2.2 网络编码的分类及热点研究方向23-25
• 2.2.3 网络编码的优势及劣势25-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输算法设计29-41
• 3.1 无线Ad Hoc网络拓扑结构及信息交换29-30
• 3.2 基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输方案30-40
• 3.2.1 基于网络编码的信息交换策略30-34
• 3.2.2 基于01选择的异步网络信息交换策略34-36
• 3.2.3 基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输各层协议设计36-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 基于网络编码的无线Ad Hoc网络数据传输系统平台设计41-55
• 4.1 系统平台总体设计41-42
• 4.2 网络编码硬件系统组成42-46
• 4.2.1 处理器的选择43
• 4.2.2 FPGA内部逻辑设计43-46
• 4.3 软件系统设计46-53
• 4.3.1 PC机与主控系统通信设计47-49
• 4.3.2 缓冲区管理模块设计49-51
• 4.3.3 处理模块设计51-52
• 4.3.4 任务划分及优先级设置52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 仿真结果与分析55-65
• 5.1 仿真平台整体描述55-57
• 5.1.1 源节点描述55-57
• 5.1.2 中继节点描述57
• 5.2 试验验证与结果分析57-64
• 5.2.1 仿真结果描述与分析63-64
• 5.2.2 指标分析64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 总结展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 作者简介73-74

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