基于模擬網絡編碼的無線廣播隱藏終端解決機制研究.pdf

1、在多跳無線網絡中，無線廣播協(xié)議是一種基本的原始通信方式，并且也是其他各種網絡協(xié)議的基石，如路由查找，拓撲結構確定，ARP地址解析協(xié)議等，在各種網絡環(huán)境中都起著舉足輕重的作用。廣播協(xié)議相當簡單，由一個節(jié)點開始將信息傳送到整個網絡所有節(jié)點。但是簡單的算法帶來了不可靠性。由于缺乏確認機制和RTS-CTS握手機制，網絡中的隱藏終端問題無法避免或者恢復，這會對整個網絡性能帶來很嚴重的影響，給網絡帶來難以估量的災禍。
　　本文從上述問題出發(fā)，

2、首先研究了隱藏終端問題的成因及各類解決隱藏終端的經典算法并且介紹了可靠廣播的基本思想，之后研究了網絡編碼這一最近興起的網絡技術，利用模擬網絡編碼算法解決包沖突問題，提出了兩種不同的廣播網絡環(huán)境下的隱藏終端的解決機制。
　　(1)對于節(jié)點能量無限制及節(jié)點內存空間較大的多跳無線mesh網絡廣播中隱藏終端發(fā)生后丟包無法恢復的問題，本文利用接收包已經正確接收而儲存的重復性提出了廣播中隱藏終端解決編碼方案(Hidden terminal i

3、n broadcast CODE，HB-CODE)。該方法在節(jié)點處利用節(jié)點已經接收過的包會在節(jié)點產生一個副本，然后通過特殊的機制確認碰撞包中是否有已接收過的包，若有再采用網絡編碼的方法解碼碰撞包，從而恢復原始數據包。分析和實驗表明，與flood洪泛協(xié)議相比，網絡編碼解決機制減少了延遲最高15％左右，平均降低了25％的丟包率，提高了無線廣播網絡的可靠性和吞吐量。
　　(2)針對無線多跳ad-hoc網絡中隱藏終端的問題，由于節(jié)點儲存能

4、力有限，而在HB-CODE中，只有當發(fā)生碰撞的數據包中的任意一個之前已經被節(jié)點正確接收且存儲在節(jié)點中時才能正確恢復，因此需要較大的儲存空間。為了進一步改善丟包率，本文主動創(chuàng)造編碼機會，以ZigZag的思想為基礎，提出了帶有編碼意識的采用NACK的模擬編碼算法NACK-CODE來解決廣播中的隱藏終端問題。該算法中，發(fā)生包碰撞的節(jié)點主動發(fā)送NACK，來通知碰撞包的上跳節(jié)點重新發(fā)送包，在上跳節(jié)中重新發(fā)送包具有最高優(yōu)先級，從而保證第二次即使碰撞