Yao Wang Yukun Yu, Lu espoir
(Laboratoire clé de l'Université Chongqing des Postes et Télécommunications de Chongqing technologie mobile Communication, Chongqing 400065)
protocole de routage conscient de considérer le nud nud existant occasion de ExCAR codé de codage (un protocole de routage de codage courant appelé étendu codage routage au courant) dans le jeu de nud dans une liaison aller sans fil est la situation instable peut se produire lors du calcul du faux codage des opportunités et la nécessité d'échanger de grandes quantités d'informations de la mémoire tampon de paquets de données pour sélectionner le nud de codage optimal dans un ensemble de nuds de transfert conduira à un retard plus fin et les problèmes généraux de réseau, proposées pour le nud de réseau sans fil multi-hop de codage de la perception possibilité de transmettre les protocoles de routage NAOFP (protocole de codage courant réseau de noeud de routage de la transmission opportuniste). Lorsque le protocole NAOFP par l'introduction d'un mécanisme basé sur le mécanisme de sélection de noeud d'acheminement optimal pour ajouter une information d'identification supplémentaire et définit le noeud d'acheminement écoutes probabilité, ce qui améliore le taux de succès de décodage et de codage du débit du réseau de paquets, permet de réduire la fin de paquet moyenne l'extension. Les résultats de simulation montrent que, par rapport au protocole ExCAR, les performances de débit réseau protocole NAOFP, la fin moyenne à un retard final, le taux de réussite de décodage de paquets de codage, etc. sont obtenus efficacement améliorées.
Multi-hop réseaux sans fil, le codage réseau, la perception de codage, les possibilités d'expédition; Probabilité de
CLC: TN92
Code de document: A
DOI: 10,16157 / j.issn.0258-7998.166813
format de citation chinois: Yao Yukun, Wang Yu, Lu attendons avec impatience. Protocole de routage conscient nud aléatoire de codage par transfert Technologie électronique, 2017,43 (9): 119-122.
Anglais format de citation: Yao Yukun, Wang Yu, Lv Pancheng. Un protocole de routage sur la base de la transmission opportuniste codage sensible au réseau de noeuds .Application Technique électronique, 2017,43 (9): 119-122.
0 introduction
En 2000, Ahlswede R, qui a d'abord proposé la théorie du codage réseau . Réseau de codage permet le noeud intermédiaire transmet les données après codage, pour augmenter la quantité d'informations dans une seule transmission. Par rapport au mode de transmission classique peut réduire le nombre de transmission de l'information, ce qui améliore le débit du réseau, d'atteindre la capacité de transmission maximale théorique.
Perceptive de codage est construit sur la route pendant le codage des opportunités en compte, grâce à l'initiative d'explorer, de créer et d'utiliser le codage réseau possibilités de réseau le débit peut encore être amélioré. Perceptive de codage et algorithme de routage combiné est devenu une importante recherche politique de transfert de données. Avec l'approfondissement du réseau multi-sauts sans fil de codage des protocoles de routage réseau de recherche, les chercheurs ont constaté que les protocoles de routage existants occasion encode pas pleinement utilisé, et n'a pas laissé la performance du réseau de codage utiliser au maximum. Dans le processus de transfert de données, la façon de trouver et d'utiliser plus de codage des opportunités, il est devenu le centre des chercheurs de l'étude.
Document de un premier KATTI S et al réseau proposé COPE codant pour protocole de routage sans fil de la maille. COPE noeud dans le moniteur de protocole et l'utilisation de réseau de codage des possibilités de réduire le nombre de transmission de données et d'améliorer le débit du réseau. Cependant, les noeuds doivent informations des messages de commande diffusés périodiquement et le codage ne peut explorer les possibilités en deux sauts, ce qui limite les performances de codage réseau. CORE et Cormen est un codage perceptuel et le routage des possibilités de combinaison, la sélection d'un noeud de codage prédéterminé a plus de possibilités dans le noeud d'acheminement vers l'avant du paquet définir la priorité, de sorte qu'un processus de transmission utilisation plus efficace du réseau les possibilités de codage. mécanisme d'encodage tel accord est également utilisé dans COPE, mais il a besoin de conserver des informations de paquets de données de cache pour tous les noeuds dans les deux sauts file d'attente, le codage apporté un grand réseau aérien. Document L'attribut communautaire entre les nuds conçu un noeud de codage retard perceptible des données d'état du réseau tolérant mécanisme transfert qui réduit le coût des ressources du réseau, améliore l'utilisation des ressources du réseau. Document est proposé pour le codage et maillage réseau d'équilibrage de charge-courant de routage multicast sans fil, envisager d'augmenter le degré de denseness de tous les nuds de communication sur le réseau est encombré chemin sur la base du codage perçu.
Encodage le plein considération noeud de codage protocole de routage au courant ExCAR trouver des solutions efficaces de codage de houblon des opportunités, mais il peut se méprendre l'accord lorsque le noeud est calculé, et la sélection d'un codage optimal des possibilités de codage ensemble de noeuds dans un noeud de transfert nécessité d'échanger de grandes quantités d'informations de la mémoire tampon de paquets de données conduira à une plus grande latence et une surcharge du réseau. Afin de résoudre les problèmes existants ExCAR protocole, nous vous proposons un codage pour le protocole de routage multi-hop conscient réseau sans fil transfert de chance --NAOFP, et l'analyse théorique et simulation des performances des protocoles de routage.
1 ExCAR description de protocole du problème
Après des recherches approfondies et a constaté les lacunes suivantes accord ExCAR:
(1) l'identifiant de protocole d'origine, afin de déterminer tous les paquets noeuds voisins de saut lors du codage hasard noeud intermédiaire, le noeud émetteur attaché à tous les paquets à émettre, sans tenir compte de la liaison de réseau sans fil réelle existe instabilité , pour déterminer les possibilités d'encodage peut entraîner des faux positifs, ce qui conduit à arriver paquet de code ne peut être décodé avec succès, un gaspillage de ressources du réseau.
(2) le noeud d'acheminement sélectionné de protocole d'origine dans un ensemble de noeuds d'acheminement, le codage du noeud pour calculer leur chance, et chaque noeud à l'intérieur de l'ensemble des paquets d'informations d'expéditeur périodiquement ont chacun tamponnée paquets et écoutes données pour calculer d'autres informations codage nud aléatoire, et enfin le meilleur noeud d'acheminement par l'intermédiaire d'une comparaison avec d'autres noeuds sélectionnés. Dans ce procédé, la tête de transmission et temps de calcul pour chaque noeud est relativement grande, et parce que le calcul de chances pour le transfert à d'autres noeuds dans le jeu de codage augmente le retard de traitement de paquets de données.
(3) le protocole d'origine lorsque les extensions de cache d'écoute par paquets, également placés douilles ainsi que dans le cache, mais les détenteurs de paquets décodés informations supplémentaires ne fonctionnent pas, et occupe une certaine quantité d'espace de cache.
2 accord NAOFP
NAOFP proposé protocole par introduction d'une information d'identification supplémentaire sur la base de la probabilité de détection est ajouté, la sélection du noeud d'acheminement optimal, le tampon de paquets efficace trois nouveau mécanisme pour résoudre le problème ci-dessus trois protocole ExCAR. L'analyse des possibilités de codage NAOFP protocole suivant, le nouveau mécanisme proposé et l'étape spécifique du protocole est décrit en détail.
2.1 déterminer les possibilités de codage
2.1.1 Ajouter mécanisme supplémentaires probabilités d'information d'identification basée sur l'écoute
la transmission des paquets de noeuds, ID et ID des noeuds voisins de sauts du noeud dans la partie d'en-tête de paquet est ajouté à envoyer. Pour assurer le taux de réussite du décodage du paquet codé, lorsque le besoin d'ajouter ID lien supplémentaire lors de la transmission noeud et ses nuds voisins en compte. Le mécanisme étapes suivantes:
(1) est calculée. Séquentiellement calcule la probabilité de noeud d'envoi d'interception S chaque noeud voisin de saut ni est P (s, ni):
Dans lequel, P (s, ni) est à l'écoute à des noeuds voisins ni probabilité de noeud de transmission de paquets avec succès S, Ni est le i-ème noeuds voisins du noeud émetteur S, pf (s, Ni) est le noeud à son voisin noeuds Ni S le taux de perte de paquets de liaison directe;
(2) détermination. L'analyse successivement chaque noeud voisin écoutes probabilité P (s, ni) avec le seuil de taille Pth;
(3) a été ajouté. Si P (s, ni) un voisin nuds supérieure à la valeur seuil Pth est, au noeud voisin S décrit les liens Ni en bon état, le noeud voisin ID de ces données supplémentaires dans l'en-tête de paquet sortant de p.
1, au noeud S1 a besoin d'envoyer des paquets vers le noeud de destination p D1, noeud S2 a besoin d'envoyer des paquets vers le noeud de destination q D2. Lorsque S1 avant de transmettre le paquet p, l'utilisation de mécanismes basés sur l'information supplémentaire et de l'ID d'écouteur est ajouté pour répondre aux exigences de la probabilité du nud ID ajouté à l'en-tête du paquet P, on suppose que les nuds voisins R1, R2, D2, satisfont à la probabilité d'interception les exigences ci-dessus, où une information d'identification supplémentaire est ajouté au paquet représenté sur la figure 2, p.
Lorsque les rencontres de paquets, par lequel la mise en cache que les porteurs de paquets d'informations de sauvegarde Nuds du paquet.
2.1.2 occasion de codage jugement Règle
les paquets de données peuvent être codées avec la prémisse que l'objet mis en mémoire tampon des paquets de données peuvent être utilisées pour le décodage, afin de veiller à ce que paquet de code au noeud de destination peut être décodé avec succès. Dans cet article, l'information d'identification supplémentaire est déterminée avant le codage du paquet si le noeud de destination a une mémoire tampon de paquets pour le décodage. Supposons que le noeud intermédiaire reçoit les flux de données provenant de différentes deux paquets P, Q, si satisfont la formule (2) et (3) est établie, le paquet p, q peut être codé envoyé.
2,2 optimale mécanisme de sélection de noeud de transfert
Transfert des noeuds dans chaque noeud de calcul ensemble de codage nud aléatoire, et seulement entre les noeuds sélectionnés par le plus grand nombre de noeuds échangent leur chance de temps de codage.
Supposons que l'ensemble de nuds de transfert x, y deux noeuds lorsque le paquet p est reçue ID avec les informations supplémentaires, le noeud optimal sélectionné à partir du noeud d'acheminement d'envoi de l'ensemble des étapes suivantes:
La première étape: chaque ensemble de noeuds dans chaque noeud d'acheminement calcule le nombre de comptage de probabilité codée, à savoir le noeud x, y dans la file d'attente de transmission peut être nombre p de paquets transmis avec le paquet de données codées. Le noeud X à un exemple, comme le montre le calcul spécifique est comme suit.
Entrée: p; // x noeud reçoit un paquet avec le p-ID supplémentaire
Sortie: comptage (x); // noeud file d'attente de sortie dans x P peut être le nombre de paquets codés avec
Marche à suivre:
compter (x) = 0;
tandis que (x noeud file d'attente de sortie! = NULL) {
for (i = 1; i < n; i ++) {
// déterminer si la possibilité de respecter la règle du jugement de codage, où pi représente le noeud
X dans la file d'attente de sortie i-ième paquet de données
Si (Dest_pSetpi && Dest_piSetp) {
pcode1 = ppi; // codant pour obtenir codé paquet pcode1
Compter (x) ++; // mettre à jour le code de paquet pcode1 informations supplémentaires
Setpcode1 = SetpSetpi;
Dest_pcode1 = Dest_pDest_pi;
pcode1 est stocké dans la mémoire tampon;
retirer pi de file d'attente de sortie;
p = pcode1;}
continuer;}
le nombre de retour (x);}
De même, le noeud y peut être calculée à partir du nombre de comptage de paquets qui sont codés avec p (y) par le procédé décrit ci-dessus.
Deuxième étape: Situé dans la possibilité de nud de transfert d'échanger leur codage. Dans ce cas, le nud x de connaître la valeur COUNT (y), le nud connaît la valeur de COUNT y (x); et
La troisième étape: ensemble de noeuds dans la valeur de comptage de noeud de transmission par comparaison avec d'autres nuds, si vous trouvez votre valeur de comptage maximale, sélectionnée en tant que nud de transfert optimal.
2.3 paquets de mécanisme de mise en cache efficace
En raison de la nature de diffusion de liens radio, des réseaux de transmission de données, les noeuds voisins du noeud, il peut se trouver avec une certaine probabilité écoute au paquet et placé dans le cache de décodage de paquets de données codées. Après protocole NAOFP, un noeud écoute le réseau lorsque le paquet est retiré attaché au paquet de données de paquets porteurs d'informations placées dans le cache. En raison de la suppression des porteurs de paquets d'informations supplémentaires, dans un cas où la même taille de cache de noeud du cache peut être un plus grand nombre de paquets de données pour décoder et d'améliorer le taux de réussite de décodage des paquets codés, ce qui améliore le débit réel du réseau.
Protocole étape 2.4 NAOFP
DÉTAILLÉE chaque protocole de phase NAOFP étape de la manière suivante.
Ajout (1) des informations supplémentaires d'identité
Lorsque le noeud de réseau a des paquets de données à transmettre selon la section 2.1.1 du nud d'envoi sur la base de l'identifiant de l'information supplémentaire ajoutée probabilité de mécanismes d'interception pour répondre aux exigences de l'ID et le noeud voisin ID ajouté au paquet de données à envoyer le juge de la tête pour le codage des opportunités.
Sélectionner (2) définir le noeud d'acheminement
NAOFP pas précédemment utilisé dans le protocole spécifié pour le noeud d'acheminement de paquets, mais une pluralité de noeuds sélectionnés en tant que noeud d'acheminement potentiel avant les paquets de données précédemment transmis paquet de données, le noeud d'acheminement est l'ensemble des noeuds fixés. Ci-dessous un ensemble de noeuds dans un noeud d'acheminement conditions doivent être remplies pour sélectionner:
Le nud doit être transmis le voisin-hop noeud du noeud;
loin du noeud de destination pour éviter la transmission du paquet de données, le nud doit être plus proche du noeud de destination. Tel qu'utilisé ici, ETX mesure métrique, à savoir la transmission ETX métrique métrique ETX de l'ensemble de noeuds est inférieur au noeud de transmission noeud;
un noeud dans un ensemble de noeuds de transfert doit pouvoir écouter les uns aux autres;
Le nombre d'ensembles de noeuds sélectionnés noeud expéditeur ne doit pas dépasser 6.
Select (3) noeud d'acheminement optimal
Après les paquets avec l'information d'identification supplémentaire aux noeuds d'acheminement au sein de l'ensemble de noeuds, selon le mécanisme de sélection de noeud d'acheminement optimal selon 2.2, les noeuds sélectionnés ayant le plus grand nombre d'opportunités pour coder le saut suivant pour le paquet de données sélectionné le noeud expéditeur. Lorsque le nombre de la pluralité de noeuds ont les mêmes possibilités de codage se produire si le jeu de noeud de transfert, le nud doit choisir le plus petit ETX métrique pour transmettre les paquets. La transmission de la série d'autres noeuds après avoir écouté le paquet est envoyé avec succès, le paquet est supprimé de la file d'attente d'émission.
L'écoute des noeuds du réseau pour traiter le paquet conformément à la section 2.3 du paquet de données mécanisme de mise en cache efficace.
3 Simulation et analyse des résultats
3.1 Simulation de scénarios et paramètres
Dans cet article, la version du logiciel de simulation de réseau OPNET 14,5 pour construire la plate-forme de simulation, la performance d'un accord avec le protocole NAOFP ExCAR ont été analysés et comparés. scène d'essai sont distribués au hasard noeuds sans fil 15 dans la région de 500 m x 500 m, où la couche MAC sont plus couramment utilisés dans le protocole standard IEEE. paramètres de simulation spécifiques, comme indiqué dans le tableau 1.
3.2 Analyse des résultats de simulation
3.2.1 Réseau Throughput
3, le réseau débit protocoles NAOFP à divers ultérieure de la charge de protocole ExCAR. En effet, les informations supplémentaires paquets de protocole de NAOFP de traitement portant un ID est ajouté en tenant compte de l'instabilité de la liaison sans fil, la probabilité de transmission de noeud d'interception et de son noeud voisin P (S, Ni) inférieure à la valeur de seuil Pth est, ce ne sont pas un voisin ID pour ajouter un noeud, de sorte que le noeud de destination garantit un taux de décodage élevé, évitant ainsi le paquet d'encodage ne peut pas être décodés avec succès causée par le gaspillage des ressources de réseau, de sorte que le débit du réseau a été amélioré efficacement.
3.2.2 La fin moyenne de retard d'extrémité
Comme représenté, le retard moyen des paquets de protocole de fin de NAOFP à diverses charges sont inférieures à 4 protocole ExCAR. En effet, la possibilité de choisir un protocole de codage NAOFP le nombre maximal de noeuds dans la transmission de jeu de nuds lorsqu'ils ne sont pas requis entre les échange d'informations sur des noeuds respectifs avec chaque paquet de données, le codeur n'a pas besoin de calculer le nombre de possibilités dans d'autres noeuds, ce qui réduit la transmission de paquets le noeud de traitement et le temps d'attente, de sorte que le réseau de retard de fin moyenne significativement réduite.
Code de décodage taux de succès paquet 3.2.3
5, le taux de succès de décodage du protocole NAOFP de paquet codé à un niveau supérieur différent protocole ExCAR charge du réseau. En effet, l'utilisation d'un mécanisme supplémentaire pour l'ajout d'informations d'identification basée sur la probabilité d'interception pas NAOFP dans un protocole, un paquet code de sécurité résolubilité. En outre, le noeud écoute pour un tampon de paquets dans le réseau, le paquet d'information supplémentaire est supprimé lorsque le cache, de sorte que dans certaines circonstances, la taille de la mémoire tampon de mémoire cache peut plusieurs paquets de décodage de sorte que le réseau de paquets codés décodage le taux de réussite a été effectivement amélioré.
4 Conclusion
Dans cet article, les protocoles de routage ExCAR dans une instabilité de liaison sans fil, il y a un noeud dans le calcul de codage fausses couches chance de la justice, ainsi que dans la sélection des optimale encodant noeuds ont besoin d'échanger de grandes quantités d'informations tampon de paquets de données, nous vous proposons une perception de noeud de codage la possibilité de transmettre le protocole de routage NAOFP, et l'introduction d'un mécanisme permettant d'ajouter de l'information d'identification supplémentaire et le mécanisme de sélection de noeud de transfert optimale sur la base de la probabilité d'écoute dans l'accord. Les résultats de simulation montrent que par rapport au protocole de routage ExCAR, le débit du réseau de protocole NAOFP, à la fin de la performance du délai moyen, les taux de réussite de décodage, etc. ont été codés paquets efficacement améliorés.
références
Ahlswede R, N CAI, LI S, et al.Network flux d'information .IEEE Transactions sur Théorie de l'information, 2000,46 (4): 1204-1216.
CHEN C, DONG C, MAO Y F, et al.Survey sur le routage au courant de codage-réseau dans un réseau sans fil .Journal du logiciel, 2015,26 (1): 82-97.
KATTI S, RAHUL H, HU W J, et al.XORs dans l'air: réseau sans fil pratique de codage .ACM SIGCOMM, Pise, Italie, 2006: 243-254.
YAN Y, B ZHANG X, ZHENG J.CORE: Un codage-courant mécanisme de routage opportuniste pour les réseaux maillés sans fil .IEEE Communications sans fil, 2010,17 (3): 96-103.
J ISLAM, SINGH P K.CORMEN: sensible au codage routage opportuniste dans le réseau maillé sans fil .Journal de l'informatique, 20102, (6): 71-77.
Ru Yan, Peng Wen étage, Fan Silong, etc. retard politique de transfert de données à tolérance de l'état conscient noeud de réseau de codage Chongqing Université des Postes et Télécommunications (sciences naturelles), 2013,25 (2): 215-220.
Shen Xiaojian, Chen Zhigang, réseau maillé sans fil Liu codage courant d'équilibrage de charge et le routage multicast Technologie des communications, 2015,36 (4): 89-95.
Zhaoyun Long, connaissances Wang Bo, Zhang Kai, et encodage le plein de considération noeud protocole de routage perceptive de codage . Journal of Applied Sciences, 2014,32 (1): 7-12.
