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摘要:网络编码彻底改变了通信网络中信息的传输方式,目前的研究己取得很大的进展。相对于有线网络,无线网络物理层广播特性更适合使用编码。网络编码与无线信道的广播特征充分结合起来可以提高无线网络吞吐量。网络编码在无线网络中的应用成为网络编码研究中的一个热点。在无线网络中,节点广播范围的相互覆盖带来了网络编码机会的同时也造成了节点之间的相互干扰。最大化网络编码机会在提高网络吞吐量的同时增加了这种干扰,同时增加了数据包的传输延时、丢包率及其节点的额外I/O、CPU消耗。本文综合考虑无线网络编码机会与无线网络干扰,研究了适合于延时受限的无线网络的路由量度及其路由协议,主要包括以下研究内容和工作:首先,对无线网络模型进行了定义,研究了无线网络编码原理。对传统的路由量度和考虑无线网络编码路由量度;传统路由协议,完全基于机会的网络编码原理COPE和网络编码感知的路由协议进行了比较分析,通过陈述其设计思路并分析它们的优缺点,为后续设计考虑干扰和网络编码的无线网络路由算法提供了依据。其次,分析了无线网络的干扰类型,对网络的干扰进行了建模。考虑了网络编码所带来的吞吐量的提高与由于干扰产生的网络延时的平衡。提出了无线网络编码路由量度—干扰与编码感知的路由量度ICAR(Interference & Coding-Aware Routing),并且提出了基于该量度的无线网络按需路由协议——干扰与编码感知量度的按需无线路由协议OICAR (On-demand Interference and Coding-Aware Routing),并基于AODV协议的一些特点,对其报文格式及其路由发现过程的进行了改进。最后,由于目前广泛认可的网络仿真软件NS2中没有网络编码的模块,本文通过在NS2无线模型的核心-无线节点模型中引入通用的网络编码层,实现了完全基于机会的网络编码模块UniCOPE,然后依据ICAR量度对AODV路由协议进行了扩展,完成了OICAR协议在NS2中的实现。在具有链路丢包与干扰的无线mesh网络拓扑进行了实验仿真,结果表明:基于干扰与编码感知量度的按需无线路由协议OICAR无论在网络吞吐量还是在端对端延时方面比AODV协议、COPE、DCAR协议均有提高。