【正文】 學(xué)科門類： 工 學(xué) 分類號： TN925 單位代碼： 10293 密 級： 公 開 碩 士 學(xué) 位 論 文論文題目： 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中 網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的研究 南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名： 日期： 南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京郵電大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生部辦理。研究生簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 南 京 郵 電 大 學(xué)碩士學(xué)位論文摘要學(xué)科 、專業(yè)：工 學(xué) 信息與通信工程 研 究 方 向：無線通信與信號處理技術(shù) 題 目：無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的研究 英 文 題 目：Research on the technology of network coding in Wireless Mesh Networks 主 題 詞：無線Mesh網(wǎng)絡(luò) COPE編碼 編碼增益混合網(wǎng)絡(luò)編碼 吞吐量效率Keywords: Wireless Mesh Networks, cope coding, code gain, hybrid network coding, throughput efficiency畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘要2000年，香港中文大學(xué)的Ahlswede等人率先提出了網(wǎng)絡(luò)編碼這一概念，該理論通過允許通信網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)信息前，對輸入信息流進行編碼來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多播容量的極限，打破了通信網(wǎng)絡(luò)中中間節(jié)點傳統(tǒng)的功能——簡單路由，即只負責(zé)接收信息的復(fù)制與轉(zhuǎn)發(fā)，從而充分挖掘了網(wǎng)絡(luò)潛在的能力。研究表明，網(wǎng)絡(luò)編碼除了能夠提高系統(tǒng)的容量外，在數(shù)據(jù)壓縮、負載均衡、降低節(jié)點能量消耗、減少傳播時延、提高網(wǎng)絡(luò)健壯性及信息安全等方面都有重要的應(yīng)用前景。本文作者主要對網(wǎng)絡(luò)編碼在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進行了關(guān)鍵技術(shù)研究。本文首先對COPE網(wǎng)絡(luò)編碼進行理論分析，指出了其不足，并依此構(gòu)造了一個特殊無線Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，提出一種新的編碼算法。該算法依據(jù)在無線組播網(wǎng)絡(luò)中，僅需要在進入中繼節(jié)點的鏈路進行編碼，進入目標節(jié)點的鏈路直接路由選擇就可以達到網(wǎng)絡(luò)編碼所能夠達到的容量的結(jié)論，通過構(gòu)造一個虛擬源節(jié)點，從而允許與目的節(jié)點相連接的中繼節(jié)點收到數(shù)據(jù)包后直接路由選擇。理論和仿真驗證了該新算法有效地減少了原始數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拇螖?shù)，從而提高了以網(wǎng)絡(luò)編碼增益來衡量的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。我們還介紹了2個接收節(jié)點模型的混合編碼的組播吞吐量效率，并進一步分析得出了有中繼節(jié)點協(xié)作情況下，HARQ和NCHARQ兩種技術(shù)的吞吐量效率，并將COPE編碼方式應(yīng)用到混合編碼。仿真驗證了有協(xié)作的組播HARQ和NCHARQ分別比直接組播網(wǎng)絡(luò)HARQ和NCHARQ以及有協(xié)作的組播ARQ和NCARQ吞吐效率更高，從而改善了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：無線Mesh網(wǎng)絡(luò)；COPE編碼；編碼增益；混合網(wǎng)絡(luò)編碼；吞吐量效率 AbstractThe concept of network coding was put forward by Ahlswede et al, in2000. In traditional information processing method called routing, the intermediate nodes in the network just respond for copying and forwarding the information. Through permitting the intermediate nodes code the input information flow before forwarding, network coding can realize the high point of network multicast capacity. Study shows network coding can not only increase the network capacity, but also have an important application prospect in the field of data pression, load balance, reduction of energy consumption and propagation delay, enhancement of network robustness, information security and et al. We mainly make researches on the application of network coding in wireless mess networks.Based on the theory and performance of cope, a new network coding algorithm for wireless mesh networks is proposed for a specific topology. The new algorithm allows intermediate recipients which link with the destinations to, forward coded packets by constructing a virtual source node for the conclusion that the same multicast capacity can be achieved by applying network coding only on the links entering relay nodes. The result show that the new algorithm will reduce the number of the original data packet transmission, thereby can increase the network throughput (measured by network coding gain).Consider the topology consisting of one source, two destinations, we analyze the multicast throughput efficiency of hybrid network, and put forward HARQ and NCHARQ multicast throughput efficiency in the case of a relay node. Theory and simulation of multicast HARQ and NCHARQ throughput is more efficient than the direct multicast network, thereby improve the quality of the network. Key Words: Wireless Mesh Networks。 cope coding。 code gain。 hybrid network coding。 throughput efficiency縮略語一覽ID Identity 序列號ACK Acknowledge 確認應(yīng)答AP Access Point 接入點ARQ Auto Repeat Request 自動請求重傳BS Base Station 基站CRC Cyclical Redundancy Check 循環(huán)校驗碼DAS Distributed Antenna System 分布式天線系統(tǒng)ETX Expected Transmission Count 期望傳輸次數(shù)FEC Forward Error Correction 前向糾錯FIFO First Input First Output 先進先出系統(tǒng)HARQ Hybrid Auto Repeat Request 混合自動請求重傳LCM Linear Code Multicast 線性編碼多播算法MANET Mobile Ad hoc Network 移動Ad hoc網(wǎng)絡(luò)NAK Negative Acknowledge 否定應(yīng)答NC Network coding 網(wǎng)絡(luò)編碼PSTN Public Switched Telephone Network 公共交換電話網(wǎng)絡(luò)QDMA Quadra Division MultiAccess 正交分割多址接入SEP Symbol Error Probability 誤碼率TCP Transmission Control Protocol 傳輸控制協(xié)議VOIP Voice over Internet Protocol IP網(wǎng)絡(luò)電話WLAN Wireless Local Area Network 無線局域網(wǎng)WMAN Wireless Metropolitan Area Network 無線城域網(wǎng)WMN Wireless Mesh Network 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)WPAN Wireless Personal Area Network 無線個人區(qū)域網(wǎng)WSN Wireless Sensor Network 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目錄摘要 IAbstract II縮略語一覽 III目錄 IV第一章 緒論 1 課題研究背景 1 論文的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 3第二章 無線Mesh網(wǎng)絡(luò) 4 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的起源和定義 4 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點 5 終端設(shè)備型Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 6 基礎(chǔ)設(shè)施型Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 6 混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 7 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點 8 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 9 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 9 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與WLAN的區(qū)別 9 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 10 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)缺點 10 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) 12 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 14 本章小節(jié) 16第