基于网络编码的MAC协议研究-通信与信息系统专业论文.docx

万方数据 万方数据 分类号 密级 注 注 1  学 位 论 文 基于网络编码的 MAC 协议研究 （题名和副题名） 王龙翔 （作者姓名） 指导教师 郭伟 教 授 电子科技大学 成 都 （姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士 学科专业 通信与信息系统 提交论文日期 2013.4.12 论文答辩日期 2013.5.15 学位授予单位和日期 电子科技大学 2013 年 6 月 答辩委员会主席 评阅人 注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。 万方数据 万方数据 RESEARCH ON MAC PROTOCOL BASED ON NETWORK-CODING A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Communications and Information Systems Author: Wang Long xiang Advisor: Guo Wei School : National Key Laboratory of Science and Technology on Communications 万方数据 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 摘要 万方数据 万方数据 摘要 近年来，如何将网络编码应用到现实网络中成为人们的研究热点。在无线网 络中，无线传输具有天然的广播特性，恰好契合网络编码所需的基本条件。传统 的网络节点在接收到目的地为非本节点的 MAC 帧后，选择将其丢弃。从直观的 角度考虑，这是一种对资源的极度浪费。因此，我们可以考虑令节点将侦听到的 MAC 数据帧缓存起来，中继节点在转发时将多个待转发的 MAC 帧编码为一个帧 进而转发，各目的节点可以根据自身缓存的 MAC 帧对接收到的编码帧进行解码， 从而获得自己需要的 MAC 帧。 但上述策略存在着一些问题：中继节点若要进行编码，就需要知晓各目的节 点的侦听结果，若由目的节点一一通告其侦听报告将给网络带来极大的开销；中 继节点在获取到目的节点的侦听报告后，其需要适当的编码算法以进行编码；中 继节点与目的节点应采取何种交互方式来完成有效的编码转发。 针对上述问题，本文提出了基于网络编码和信任度机制的无线 MAC 协议 （ WMNT ， Wireless MAC protocol based on Network-coding and Trust-degree-mechanism）：中继节点只需要周期性地获得各目的节点向其报告的链 路质量信息作为其对各链路质量的信任度；然后根据信任度对各目的节点的侦听 结果进行猜测，进而根据编码算法进行编码转发；通过目的节点的反馈信息，中 继节点实时地动态调整其对链路的信任度，以适应网络的动态变化。 针对 WMNT 协议，本文对其做了仿真分析，结果证明：当选择了适当的参 数后，中继节点的有效吞吐量最大可提高 1.35 倍。 最后，本文在 GNU Radio + USRP 软件无线电平台上实现了 WMNT 协议， 并通过实验验证了 WMNT 协议的可实现性。 关键词：网络编码，信任度机制，无线 MAC 协议，GNU Radio，USRP Ⅰ Abstract Abstract 万方数据 万方数据 Abstract In recent years, how to apply network coding in the real network has become a hot topic of research. In wireless networks, wireless transmission has the natural characteristic