基于网络编码的无线网络容量分析.pdf

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1、第29卷第1期传感技术学报Vo1．29NO．12016年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2016ResearchontheCapacityofWirelessNetworksBasedontheNetworkCodingMENGLimin，ZHANGJing，ZHOUKai，rINGSongxiang(CollegeofInformationEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310023，C

2、hina)Abstract：Thenetworkcapacityhasbeenahotspotinthefieldofwirelessnetwork．Networkcodinghastheadvan—tagethattheintermediatenodecanencodethedataitreceives，whichcanefficientlyimproveend-to—endthrough—put．Inthispaper，wefirstanalyzethemulti—hopcapacityofwirele

3、ssnetworkbasedonthesignal—to—interferencera-tiomodelproposedbyGupta．Thenanalgorithmofwirelessnetworkcapacitybasedonthenetworkcodingispro—posedandtocomputetheupperboundofthenetworkcapacity，weobtainthenetworkmaximumflowandeachlinkflowbyutilizingthemethodwhic

4、hsolveslinearprogrammingproblemsintheMATLAB．Thesimulationexpefi—mentsshowthatthecapacityusingnetworkcodingishigherthanthatoftraditionalroutingstrategyandtheupperboundofnetworkcapacityhasatrendoffirstincreasingandthendecreasingwiththenumberofnodes．Keywords：

5、wirelessnetwork；networkcapacity；networkcoding；max-flowmin—cuttheoremEEACC：7230doi：10．39690．issn．1004-1699．2016．01．020基于网络编码的无线网络容量分析孟利民，张静，周凯，应颂翔(浙江工业大学信息工程学院，杭州310023)摘要：无线网络容量一直是无线网络领域的研究热点，而网络编码通过赋予中间节点对接收数据包进行编码、组合的能力，可以有效提高网络容量，达到最大流一最小割定理确定的理论上限。本文在G

6、upta和Kumar提出的信号干扰噪声比模型基础上，首先分析网络节点均匀分布时发送节点与目的节点进行多跳传输的无线网络容量计算方法；接着推导出了基于网络编码的无线网络容量计算公式，并利用MATLAB中求解线性规划问题的函数linprog()求解网络最大流及各链路流量，以此求出无线网络容量上界。通过对无线网络容量上界进行MATLAB仿真，得到如下结论：无线网络容量上界随节点数量的增加呈现先增加后减少的趋势；且当节点数量趋于无穷大时，网络容量趋于零；与传统的存储转发模式相比，采用网络编码有利于提高网络容量。关键

7、词：无线网络；网络容量；网络编码；最大流一最小割定理中图分类号：TP393．0文献标识码：A文章编号：1004—1699(2016)01-0116—06网络容量作为评估无线通信网络性能的重要络容量进行分析，建立了独立同分布下静态节点的参数可指导无线网络的优化设计，一直是研究的热无线Ad—hoc网络模型，明确了无线网络容量的定点领域。传统无线通信的容量研究主要建立在特义，提出了著名的无线网络容量计算公式，拉开了定点对点信道下，寻求达到最佳理论性能界限或信无线网络容量研究的序幕。道容量。基于点对点通信的香农定理

8、在无线蜂窝在Gupta网络容量模型基础上，许多专家提出通信系统中的应用获得了巨大的成功，但这种方法各种不同的网络容量定义及相应的网络容量计算方的主要缺点在于大部分研究成果都只局限于一些法陉]。郭中华提出基于欧氏最小生成树的方法，简单的网络，而难以进行推广。2000年，Gupta和推导了无线网络单播、多播容量理论值。胡晗依Kumarl等人针对自组织(AdHoc)无线网络下的网据随机几何理论及泊松过程建立了无线网络模