基于网络编码的无线多跳网络路由算法研究

发布时间:2018-01-10 10:35

  本文关键词:基于网络编码的无线多跳网络路由算法研究 出处:《河北大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 无线多跳网络 路由算法 网络编码 能量感知 机会路由


【摘要】:随着经济社会的迅猛发展和现代通信技术的日新月异,无线网络尤其是无线多跳网络为人类提供的服务已经深入到人类工作和日常生活的每个角落。无线网络链路不可靠、网络节点能量以及网络带宽受限等因素对无线网络实现数据高效可靠传输提出了挑战,因此设计高效可靠稳定的路由协议一直是无线多跳网络的研究热点。网络编码改变了传统路由的存储转发模式,允许网络节点对数据包进行编码操作,它可以给无线网络带来多方面的好处,例如减少数据包传输次数,提高网络带宽利用率,提升网络吞吐量,降低数据包传输能耗。本文在现有研究工作的基础上,研究如何利用网络编码技术进一步提高无线多跳网络性能的路由策略。本文研究工作成果如下:1.针对无线Ad Hoc网络节点能量受限对全网路由的影响,提出了一种基于流间网络编码的能量感知路由策略ERINC。ERINC采用数据流速率匹配的方法利用节点编码机会降低能量消耗,同时通过节点剩余能量值和节点能耗速度预测节点剩余生存时间,并结合路径总能耗和节点剩余生存时间提出新的路由评价函数和路由发现策略。此外,ERINC通过引入本地路由维护策略,减少断链和路由中断情况的发生。仿真结果表明,ERINC可以有效降低路径传输能耗,均衡网络能量消耗,延长网络寿命,提高网络吞吐量。2.针对现有基于流内网络编码的机会路由算法的不足,提出了一种新的基于部分网络编码的无线多跳网络机会路由算法ORAPNC。为了避免数据包分叉传输,同时利于执行转发节点间协调机制,ORAPNC首先以期望传输次数作为路由度量建立一条固定路由,并将候选转发节点集中在这条固定路径附近;为了充分减小网络中的冗余数据包,ORAPNC采用一种新的转发节点间协调机制FNCM实现每跳的数据包传输。对本算法的仿真结果表明,本文所提出的算法能有效提高网络吞吐量,减少目的节点解出原始数据包的平均时延。
[Abstract]:With the rapid development of economy and society and the rapid development of modern communication technology. Wireless networks, especially wireless multi-hop networks, have provided services to human beings in every corner of human work and daily life. Wireless network links are unreliable. Network node energy and network bandwidth constraints pose a challenge to wireless networks to achieve efficient and reliable data transmission. Therefore, the design of efficient, reliable and stable routing protocols has been a hot topic in wireless multi-hop networks. Network coding has changed the traditional routing storage and forwarding mode, allowing network nodes to encode packets. It can bring many benefits to wireless network, such as reducing the number of packet transmission, improving the utilization of network bandwidth, and improving network throughput. To reduce the energy consumption of packet transmission. This paper is based on the existing research work. This paper studies how to use network coding technology to further improve the performance of wireless multi-hop network routing strategy. The research results of this paper are as follows: 1. Aiming at wireless Ad. The influence of Hoc Network Node Energy limitation on the whole Network routing. An energy-aware routing strategy based on inter-flow network coding (ERINC.ERINC) is proposed. ERINC.ERINC uses the method of data stream rate matching to reduce energy consumption by using the opportunity of node coding. At the same time, the residual survival time is predicted by node residual energy value and node energy consumption speed, and a new route evaluation function and route discovery strategy are proposed by combining total path energy consumption and node residual survival time. By introducing the local route maintenance strategy, ERINC reduces the occurrence of chain break and route interruption. The simulation results show that ERINC can effectively reduce the path transmission energy consumption and equalize the network energy consumption. Prolonging network lifetime and improving network throughput. 2. Aiming at the shortcomings of existing opportunistic routing algorithms based on intra-stream network coding. This paper proposes a new opportunistic routing algorithm ORAPNCbased on partial network coding for wireless multi-hop networks. In order to avoid packet bifurcation and implement coordination mechanism between forwarding nodes. First, ORAPNC takes the expected number of transmissions as the routing metric to establish a fixed route, and concentrates the candidate forwarding nodes near the fixed path. In order to reduce the redundant data packets in the network, ORAPNC uses a new coordination mechanism between forwarding nodes (FNCM) to realize the packet transmission per hop. The simulation results of this algorithm show that. The proposed algorithm can effectively improve the throughput of the network and reduce the average delay of the destination node in solving the original packet.
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5

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本文编号:1404958

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