網路編碼統一性快取管理與流匹配理論和套用研究

《網路編碼統一性快取管理與流匹配理論和套用研究》是依託電子科技大學,由張翼德擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：網路編碼統一性快取管理與流匹配理論和套用研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張翼德

項目摘要

本課題目標是探索網路編碼統一性快取管理理論和網路編碼數據流匹配理論,獲得網路編碼快取管理和流匹配的實用化解決方案和性能分析手段。本課題致力於解決網路編碼統一性快取策略的理論問題，將快取策略抽象建模為一個統一性的(Generic)數學分析模型，通過由快取效率統一表征評價快取策略是否為最優的各種性能參數，把快取策略設計問題轉化為快取效率最最佳化問題。在此基礎上設計最優快取策略、快取最優淘汰算法和最大化數據編碼機會的編碼方案。然後研究網路編碼中最大化編碼機會的數據流匹配理論，包括設計支持快取編碼包的最優延遲策略、網路編碼流匹配的數據包調度策略等問題。本課題提出的理論是具有普適性的分析模型，具有廣泛的套用前景，比如在網路編碼多速率MAC協定設計和WSN中套用Growth-codes網路編碼的場景中，套用該理論可以提高網路吞吐量、降低編碼數據時延，提高網路在可靠性、健壯性、能耗及安全等方面性能。

結題摘要

在本項目研究中，深入研究了快取資源對機會性網路編碼性能增益的影響，通過分析我們將快取資源與解碼性能之間的關係歸結為一個最最佳化數學模型，並提出了一種分散式的機會性網路編碼快取策略；多速率特性是無線通信環境的天然特性，之前對於網路編碼的研究為了確保數據包的可靠投遞，網路節點一般簡單地採用最低的傳輸速率來傳送原始數據包和編碼包，從而極大地降低了網路編碼的性能增益，因此我們在無線自組網環境下，將網路編碼技術結合快取資源管理問題和高能效綠色通信算法進行了分析和研究，同時研究了協作快取場景下結合網路編碼技術的機制設計；接著針對無線介質訪問的隨機性和各條編碼數據流速率的不匹配導致編碼機會不足問題，提出了一種結合調度和網路編碼的框架SNC，該框架由延遲數據包傳輸策略DTP和基於網路編碼組的調度策略GSP兩部分組成；最後，我們提出了具有編碼意識的佇列管理機制DQM。 本項目深入研究了網路編碼統一性快取管理的理論問題以及網路編碼流匹配理論，獲得網路編碼快取策略和流匹配的實用化解決方案，實現了多種無線網路套用場景仿真平台，並完成了理論結果的性能分析比較，撰寫了大量有創新性的高水平的相關學術論文。本項目研究完成了各項指標要求，在無線網路環境中的網路編碼數據快取機制和網路編碼數據流匹配等問題的研究上有較大理論突破，並在本領域的國際期刊和會議上發表了學術論文，全面地完成了研究計畫的內容。在國內外重要學術期刊和會議一共發表學術論文22篇，其中SCI論文6篇，EI論文22篇；申請國際發明專利11項；培養博士2名，碩士8名。通過本項目的研究，我們對網路編碼在無線網路里的套用有了深刻的理解，對相關的數據快取機制以及傳輸流匹配理論進行了深入的研究和分析，為後續網路編碼在無線通信中的套用起到積極的推動作用。