無線環(huán)境下基于網絡編碼的多播數據傳輸研究.pdf

1、隨著無線通信業(yè)務的迅速發(fā)展，無線帶寬已經成為稀缺資源，如何提高無線帶寬利用率已成為最受關注的研究熱點之一。已有研究表明多播可以有效提高無線帶寬的利用率，但在無線環(huán)境下多播數據尤其是可靠多播數據的傳輸還存在一些挑戰(zhàn)。接收節(jié)點信道狀態(tài)的異構性使得不同接收節(jié)點丟失的數據不同，源節(jié)點重傳某個節(jié)點的丟失數據會造成已經接收到該數據的接收節(jié)點的數據重復接收，從而導致無線帶寬的浪費；接收節(jié)點信道狀態(tài)的異構性還使得源節(jié)點數據發(fā)送速率的選擇變得更加復雜，而

2、不合理的發(fā)送速率同樣會造成無線帶寬的浪費。另外，源節(jié)點傳輸的數據也可能具有異構性，即不同的數據對服務質量具有不同的影響，這也對多播數據傳輸提出了更高的要求，即在傳輸時要對數據進行區(qū)分，保證節(jié)點獲得的服務質量與其信道狀態(tài)相匹配；此外，數據還可能具有一定的延遲要求。因此，在接收節(jié)點信道狀態(tài)異構的情況下，源節(jié)點如何選擇發(fā)送速率，并且根據數據的異構性和延遲約束來確定傳輸策略，以最大化無線信道的利用率，是多播數據傳輸迫切需要解決的問題。本文將圍繞

3、以上問題展開研究。
　　 首先，本文利用無線信道的廣播特性，通過在多播中結合網絡編碼來提高接收節(jié)點信道狀態(tài)異構情況下的無線信道利用率。接收節(jié)點信道狀態(tài)異構導致不同接收節(jié)點丟失的數據不同，源節(jié)點重傳包含所有數據的線性編碼包，而不是某個節(jié)點丟失的數據包。每個接收節(jié)點接收到足夠多的線性獨立編碼包后，都可以解碼出自己所需要的數據包，從而提高傳輸效率。結合網絡編碼后多播速率的選擇對無線信道的利用率有決定性的影響。當發(fā)送數據量一定時，多播系

4、統(tǒng)延遲取決于最后一個完成所有數據接收的節(jié)點。接收節(jié)點信道狀態(tài)不僅僅表現出異構性，而且還具有時變性，特別是在移動環(huán)境下。因此，每個接收節(jié)點完成指定數量的數據接收所需要的時間，不僅受當前信道狀態(tài)的限制，還取決于其將來的信道狀態(tài)變化，這也意味著最小化多播系統(tǒng)延遲的源節(jié)點發(fā)送速率應該是時變的。本文根據接收節(jié)點當前信道狀態(tài)預測其變化，并結合接收節(jié)點的數據接收狀態(tài)，提出一種最小化多播系統(tǒng)延遲的速率選擇算法。
　　 其次，在以上研究的基礎上，

5、本文還對數據異構情況下的多播傳輸策略進行了研究，具體考慮基于可伸縮視頻編碼技術的應用場景。視頻數據和普通數據相比具有更強的延遲約束，需在規(guī)定的時間內到達接收節(jié)點，而且經過可伸縮視頻編碼后具有可伸縮性，不同層數據對視頻質量具有不同的影響，基礎層數據對服務質量影響大，要求可靠傳輸，而增強層數據則可以盡力傳輸。本文綜合考慮數據的異構性和接收節(jié)點信道狀態(tài)的異構性，提出一種基礎層數據和增強層數據混合網絡編碼重傳策略，使信道較差的接收節(jié)點在接收基礎