Ad Hoc网络中基于网络编码的多路径可靠传输算法研究

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Ad Hoc网络作为一种无中心、自组织的网络,因其组网灵活、展开迅速、分布式控制等诸多的优点,被广泛应用于军事领域和紧急通信环境中。但Ad Hoc网络具有拓扑动态变化、信道误码率高和节点能量受限等特点,对数据的可靠传输提出了严峻挑战。结合网络编码和多径路由技术,提出一种Ad Hoc网络可靠传输算法。算法包括路由发现、数据传输和信息维护三个阶段。路由发现在路由发现阶段,由源节点发送路由请求,目的节点根据搜集到的节点和链路误码率信息,计算满足期望的数据成功传输概率时需要的多路径条数,优先选择路径质量高的多条路径,然后对源节点进行路由应答,告知所选的多条传输路径,同时更新路径中节点的本地路由表。在数据传输阶段,源节点对需要发送的数据进行随机线性网络编码,然后将编码包在多条路径上发送出去,中间节点对收到的来自同一编码分组的编码包采用流内网络编码;对来自不同节点的编码包,若能够满足侦听条件,则采用流间网络编码的方式,提高网络的吞吐量;目的节点收到编码包后进行解码,恢复出原始数据。信息维护阶段通过节点探测分组搜集的链路状态和一跳节点信息,更新节点本地缓存的信息表,为多路径的发现和编码条件的判断提供依据。通过NS2网络模拟软件对所提出的算法的整体性能和算法特性进行仿真。结果表明,设计的算法达到了网络对数据传输可靠性的要求,同时减小了端到端时延,提高了网络的吞吐量。
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