面向無線網路最佳化的高效實用網路編碼技術研究

《面向無線網路最佳化的高效實用網路編碼技術研究》是依託中南大學，由王偉平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向無線網路最佳化的高效實用網路編碼技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王偉平
• 依託單位：中南大學

項目摘要

無線介質的易受干擾特性使得設計一個高吞吐率的多跳無線網路面臨巨大的挑戰。近年來關於網路編碼的研究已經證實了其在提高無線網路性能方面的優勢,但現有研究中存在著模型假設條件過於理想化,各層次編碼技術的研究相對分離的問題,使得網路編碼在無線網路協定中的實現面臨很大的問題。本項目旨在研究多種網路編碼策略中影響無線網路性能的關鍵因素，結合實際無線網路自身的特點展開理論分析與實用最佳化目標的研究，基於跨層最佳化的思想，提出結合考慮吞吐量、可靠性、可解碼性、延遲和節點存儲計算代價等多因素的實用最佳化算法，並進一步在無線網路協定中實現。具體研究內容包括針對單播、組播環境下流內、流間的高效實用線性編碼、局部編碼和線上編碼技術，流內與流間編碼共存的多層次網路編碼體系，無線網路編碼通用測試平台的研究和開發。為網路編碼套用於實際無線網路奠定理論與套用研究基礎。

結題摘要

在本基金的資助下，我們針對高效實用網路編碼的目標，從影響網路編碼性能的多個關鍵因素出發展開研究，取得了很好的研究成果。面向最佳化流間網路編碼的目標，從克服MAC機制的短期不公平性以及減少通知包附加開銷出發，提出了跨層最佳化的局部網路編碼機制和自適應的輕量級通知傳送機制，增加了編碼機會，提高了吞吐量；面向最佳化流區域網路絡編碼的目標，從接收確認機制和鏈路相關性等因素出發，提出了基於累積編碼係數反饋確認的網路編碼機會路由協定和結合相關性計算的改進網路編碼機會路由協定，減少了冗餘傳送，提高了編碼效率；從理論上分析了有損網路中多代混合網路編碼方案與性能之間的定量關係；針對802.16網路中資源分配問題，結合套用網路編碼和協作通信機制，提出了一種能較好平衡吞吐量和資源分配最佳化的中繼選擇算法。為了驗證協定性能，我們擴展了NS2模擬器關於局部網路編碼和流區域網路絡編碼機會路由的實現，同時在無線節點上實現了網路編碼功能，構建了無線測試平台，並完成了相關研究的測試。研究內容上，我們還擴展了基於網路編碼的雲存儲方案研究，提出了基於預計算修復矩陣的網路編碼雲存儲修複方案和基於零空間的網路編碼雲存儲數據完整性校驗方案，有效降低了存儲修復的計算開銷和提高了安全性。本課題的研究為將網路編碼套用於無線網路高效傳輸提供了新的研究思路，奠定了良好的研究基礎。