下一代移動網絡中基于網絡編碼的資源管理關鍵技術研究.pdf

1、無線移動自組織網絡（MANET）在軍事和民用領域都得到了廣泛應用，但是其應用時面臨著一系列問題，其中以資源受限問題最為突出，包括帶寬資源、能量資源和緩存資源。無線網絡面臨其自身的帶寬受限問題和移動性帶來的有效帶寬波動。同時，無線設備多依靠電池供電，能量資源受限。即使是發(fā)射設備有電力供應，也面臨發(fā)射功率不能超過一定標準以及綠色環(huán)保問題。另外，緩存資源也是無線自組網中的一種稀缺資源，日益增長的數據應用需求和數據速率使得緩存空間變得相對緊缺。

2、所以近年來，無線移動自組織網絡中針對上述資源受限問題的高效資源管理策略的研究引起了學術界和工業(yè)界越來越多的關注。
　　已有研究表明網絡編碼技術可以有效提高無線網絡性能。然而，現有的網絡編碼研究大多結合路由問題、安全問題、P2P文件分享和魯棒性問題等方面，鮮有結合無線自組網的資源管理進行的研究。本文在無線自組網環(huán)境下，將網絡編碼技術結合資源管理問題進行了分析和研究，主要針對以下兩個方面：
　?。?）研究無線多速率網絡環(huán)境中應用

3、網絡編碼技術的關鍵問題。針對在無線多速率環(huán)境下應用網絡編碼技術時，不考慮速率因素而僅僅最大化編碼增益可能產生的瓶頸鏈路現象而導致性能下降的問題，我們通過合理的功率分配和速率適配算法設計，提出了一種基于自適應多速率的高能效網絡編碼機制——eCOPE(energy-efficient COPE)。本文詳細闡述了eCOPE機制的設計思想，提出兩個關鍵算法，并根據模塊化設計方法設計了實現關鍵算法的各個功能模塊，在NS-2仿真驗證平臺中實現了eC

4、OPE。仿真結果表明eCOPE機制將網絡編碼增益和無線環(huán)境的多速率特性結合，能夠有效提高網絡吞吐量，減少傳輸時延，達到較高能量效率，提高網絡整體性能，實現對能量（功率）資源的有效管理。
　?。?）研究協(xié)作緩存場景下結合網絡編碼技術的機制設計。協(xié)作緩存技術可以有效提高數據可達性和減少數據訪問開銷，而在無線自組網中應用時，面臨著緩存資源嚴重受限的問題。我們將網絡編碼技術應用于協(xié)作緩存場景中，充分挖掘網絡中低活躍度節(jié)點的空閑緩存資源和網

5、絡編碼技術的潛在增益，提出了一種基于節(jié)點活躍度和網絡編碼技術的協(xié)作緩存機制——NC-COCA(Network Coding Cooperatvie Caching)。本文詳細闡述了NC-COCA機制的設計思路和各功能模塊構成，并對 NC-COCA協(xié)作緩存機制進行了系統(tǒng)建模。為了對 NC-COCA協(xié)作緩存機制進行關鍵性能分析，我們在NS-2平臺中實現了NC-COCA的各個功能模塊，并進行了仿真驗證。仿真結果表明在不考慮節(jié)點活躍度急劇變化的