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硕士学位论文

无线网络下网络编码方法优化研究及性能
的分析

RESEARCH ON OPTIMIZATION AND
ANALYSIS WORK CODING IN
WORK



周甲黎




哈尔滨工业大学
2011 年 12 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开



工学硕士学位论文

无线网络下网络编码方法优化研究及性能的
分析


硕士研究生: 周甲黎
导师: 秦阳副教授
申请学位: 工学硕士
学科: 计算机科学与技术
所在单位: 深圳研究生院
答辩日期: 2011 年 12 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
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Thesis for the Master Degree in Engineering

RESEARCH ON OPTIMIZATION AND
ANALYSIS WORK CODING IN
WORK







Candidate: Zhou Jiali
Associate Supervisor: Associate Prof. Qin Yang
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Computer Science and Technology
Affiliation: Shenzhen Graduate School
Date of Defence: December, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
work Coding)是一种能够提高网络吞吐量的新兴技术。通过
对接收到的信息进行某种编码操作,将不同的数据融合一起再发送。接收端通
过接收编码包来进行解码操作从而还原出原始数据。网络编码技术的提出,为
网络的信息路由指出了一个新的方法和途径,很多的网络编码技术不断的被提
出来。无论是在有线环境还是无线环境,网络编码都能够有效的提高这些网络
的整体性能。
在众多的网络编码方法中,随机线性网络编码是一种研究得最多的方法,
很多具体的编码方法都是属于这一类的。编码向量的线性相关性会影响网络编
码的解码概率,进而影响网络编码的性能。网络编码的解码概率主要与编码域
和编码块规模即编码包的个数这两个参数有关。对于这些参数的取值进行优化
能够提高网络编码的性能。通过分别分析编码域和编码块规模对编码向量线性
相关的关系,可以知道增加编码域大小可以增大编码包成功解码的概率。但是
解码概率的增长是非线性的。同时增大编码域的值势必会带来网络控制开销的
增加,因此,可以在编码域中取到一个值,这个值能保证编码向量在有一定的
解码概率的基础上,能够因编码域值带来的网络开销尽量小;另外在本文中也
分析了编码块规模对与解码概率的影响,增大编码块规模可以增加解码概率,
但同时会增加网络节点的处理延时。为了使处理延时最小,编码块规模应该尽
量小。
TCP(Transmission Control Protocol)在无线网络环境中的性能不是很理想,
这主要是因为 TCP 无法区分造成丢包事件发生的原因而简单的当作拥塞处理,
降低发送速率,从而导致网络性能下降。网络编码能够一定程度上屏蔽网络丢
包带来的影响,本文将网络编码应用到传输层的 TCP 协议上,并对编码域和
编码块规模进行最优值选取,仿真实验表明嵌入网络编码的 TCP 可以有效的
减少包的重传个数。

关键词:无线网络;网络编码;参数优化;TCP

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Network Coding is a new technology which can improve the performance of
network. Combination of information received by node will be sent. The destination
node receive enough coded packets, it will decode them and get the o