《无线adhoc网络中基于网络编码的数据广播协议》

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1、无线Adhoc网络中基于网络编码的数据广播协议第28卷第7期2011年7月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersVo1.28No.7Ju1.2011无线Adhoc网络中基于网络编码的数据广播协议术张锐,赵增华,张烨彬,舒炎泰(天津大学计算机科学与技术学院,天津300072)摘要:针对节点随机分布的无线Adhoc网络中数据广播风暴问题,设计了一种基于网络编码的数据广播协议ENCBP.ENCBP采用了渐进式随机线性网络编码技术,自适应概率转发机制以及随机延迟发送机制.NS2仿真结果

2、表明,与现有数据广播协议相比,该协议改善了投递率和传输延迟,协议开销较小.关键词:网络编码;数据广播;转发机制中图分类号:TN711;TP393.04文献标志码:A文章编号:1001—3695(2011)07—2616—05doi:10.3969/j.issn.1001-3695.2011.07.061Networkcoding—basedprotocolfordatabroadcastinginwirelessAdhocnetworksZHANGRui,ZHAOZeng—hua,ZHANGYe—bin,SHUY

3、an—tai(SchoolofComputerScience&Technology,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:ThepaperpresentedadatabroadcastingprotocolENCBP:efficientnetworkcoding—basedbroadcastingprotocol,whichwasdesignedfordatabroadcastinginwirelessAdhocnetworkswithnodesra

4、ndomlydistributed.Itdeployedprogressivelinearnetworkcoding,adaptiveprobablyforwardingandrandomsendingmechanisms.ExtensivesimulationusingNS2havebeenperformed.Thesimulationresultsshowthatcomparedtotheexisteddatabroadcastingprotocols,ENCBPimprovesthenetworkperfo

5、rmanceintermsofdeliveryratio,end—to—enddelay,withlessoverhead.Keywords:networkcoding;databroadcasting;forwardingstrategy0引言在传统的网络通信模型中,中间节点只进行简单的存储转发功能,无法达到根据最大流最小割原理获得的链路最大吞吐率….网络编码技术的出现改变了这种现状.在网络编码系统中,中间节点不只是转发,还对报文进行编码,从而使得网络的吞吐率趋近于理论值.尤其对无线网络这种可能造成信道冲突和碰

6、撞的环境,使用网络编码技术可以有效提升网络性能.本文利用网络编码技术解决无线Adhoc网络中的数据广播风暴问题.数据广播指网络中任何一个节点向其他所有节点发送数据,即任何一个节点都是源节点,其他所有节点为目的节点.它在无线Adhoc网络中有很多应用,如路由协议中路由请求包的发送,间歇连接的Adhoc网络中应用层的通信,内容分发等通常都会采用数据广播.然而,由于MAC层的广播包没有确认机制,也不能使用RTS/CTS,因此数据广播会造成广播风暴(broadcaststorm)[2j,导致数据包冗余,冲突碰撞等问题,严

7、重影响l『网络性能'.本文研究了节点随机分布的无线Adhoc网络中数据广播的信息冗余和传输有效性问题,设计了基于网络编码的数据广播协议(efficientnetworkcoding—basedbroadcastingprotocol,ENCBP).该协议采用渐进式随机线性网络编码机制,有效降低了编码等待时间.本文分析了不同概率转发机制对ENCBP的影响,并提出了基于综合因素的自适应概率转发机制以提高协议对随机场景的自适应性;采用了延迟发送机制以避免接收到数据的邻居节点同时广播而造成的信道冲突.1相关研究工作鉴于数

8、据广播应用广泛,但是又会造成广播风暴,降低网络性能,因此引发了许多相关研究.传统的不借助网络编码解决广播风暴的方法大致可以分为限制广播和分簇两种.限制广播根据某些信息来制定转发规则,这些信息如数据包已转发的次数,节点之间距离和节点位置等.因其转发规则通常以转发概率的形式出现,因此也可称为概率转发方法.以一定的概率转发数据包虽然能降低网络内的数据量,但是同时也降低了数据包到