基于动态缓存的无线网络编码性能分析模型  

Performance Model of Dynamical Buffer-based Wireless Network Coding

作　　者：白光伟[1,2,3] 金铃[1] 沈航[3] 曹磊[2] 

机构地区：[1]南京工业大学计算机科学与技术系,南京210009 [2]南京大学计算机软件新技术国家重点实验室,南京210093 [3]南京理工大学高维信息智能感知与系统教育部重点实验室,南京210094

出　　处：《系统仿真学报》2013年第10期2468-2474,2480,共8页Journal of System Simulation

基　　金：国家自然科学基金项目(60673185,61073197);江苏省自然科学基金(BK2010548);江苏省科技支撑计划(工业)项目(BE2011186);江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXLX11_0262);江苏省六大人才高峰基金项目;南京大学计算机软件新技术国家重点实验室开放课题(KFKT2010B08);南京理工大学2011年博士研究生优秀论文资助

摘　　要：目前绝大部分网络编码模型是在假设节点缓存无限大的基础上建立的。结合IEEE802.11DCF信道随机接入机制,提出了一种基于动态缓存的精确分析无线网络编码性能的模型。该模型主要研究无线节点缓存有限及可变的情况下,网络节点平等接入和多优先级接入时的网络编码性能。通过构建嵌入式马尔科夫链模型对动态缓存进行数学建模,及离散二维马尔科夫链模型对DCF信道随机接入机制进行建模分析,从而得出一系列与网络编码性能密切相关的重要参数,如节点信道接入概率、数据包成功发送概率、平均编码数目、有效吞吐量等。结果表明,该模型精确评估了动态缓存和随机接入机制对无线网络编码的影响,为深入剖析无线网络编码特性和更好地运用网络编码提供了有力的依据。Most of existing network-coding models are based on unlimited nodes＇ cache. Considering IEEE 802.11 random channel access mechanism, an accurate dynamic buffer-based wireless network coding model was proposed. The main idea is to compare the network-coding performance of different random access mechanisms, when nodes＇ cache is limited and metabolic. A Markov chain model and discrete two- dimensional Markov chain model were developed to characterize dynamical buffer and DCF （Distributed Coordination Function） random channel access mechanism respectively, to obtain important parameters closely correlated with the network-coding performance. The mathematical results show that the model accurately analyzes the influence of the dynamical buffer and DCF random channel access mechanism for the performance of wireless network coding, providing a powerful basis for the application of network coding.

关 键 词：网络编码 动态缓存 随机信道接入机制 嵌入式马尔科夫链 

分 类 号：TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术]