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《基于編碼感知的空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化方法研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于編碼感知的空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化方法研究STUDYONCODING-AWARECAPACITYOPTIMIZATIONMETHODSFORDYNAMICSPACENETWORKS陸洋哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國內(nèi)圖書分類號:TN927+.2學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:621.3密級:公開工程碩士學(xué)位論文基于編碼感知的空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化方法研究碩士研究生:陸洋導(dǎo)師:劉功亮教授申請學(xué)位:工程碩士學(xué)科:電子與通信工程所在單位:信息與電氣工程學(xué)院答辯日期:2016年6月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classif
2、iedIndex:TN927+.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONCODING-AWARECAPACITYOPTIMIZATIONMETHODSFORDYNAMICSPACENETWORKSCandidate:LuYangSupervisor:Prof.LiuGongliangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ElectronicsandCommunicationE
3、ngineeringAffiliation:SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence:June,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要空間信息網(wǎng)絡(luò)是具有多層結(jié)構(gòu)的長時延、高動態(tài)網(wǎng)絡(luò),同時受到頻譜、軌位、功率等資源的制約,其網(wǎng)絡(luò)傳輸容量受到嚴(yán)重影響。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式不同,網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在中繼節(jié)點對經(jīng)過的信息流進行數(shù)據(jù)融合,通過減少信息
4、流的傳輸開銷來增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量。因此,在進行路由策略設(shè)計、帶寬資源分配等工作時,需要傾向于有編碼機會的節(jié)點和鏈路,將這種具有編碼意識的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法稱為編碼感知技術(shù)。將編碼感知思想融入空間信息網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和處理過程,并與其他網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段結(jié)合,以期在不增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量、鏈路帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)器功率的情況下,以可接受的編碼復(fù)雜度為空間信息網(wǎng)絡(luò)傳輸容量帶來質(zhì)的提高。本文在網(wǎng)絡(luò)編碼的技術(shù)框架下,考慮空間節(jié)點運動規(guī)律和鏈路特點,對空間信息網(wǎng)絡(luò)傳輸容量優(yōu)化方法進行了探索。著重研究了面向空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的容量分析模型和具有編碼意識的空間路由選擇方法。首先,
5、將圖論中的網(wǎng)絡(luò)最大流問題引入到空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中,建立了描述空間網(wǎng)絡(luò)容量的數(shù)學(xué)模型。以MEO/GEO雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)為研究對象,在Ford-Fulkerson方法的基礎(chǔ)上,研究了單信源多信宿有向圖中網(wǎng)絡(luò)最大流的求解方法。結(jié)合具體場景,探討了影響空間網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的因素,仿真分析了網(wǎng)絡(luò)容量與用戶數(shù)據(jù)鏈路容量、地面最小通信仰角和衛(wèi)星存儲轉(zhuǎn)發(fā)能力的關(guān)系。其次,從容量優(yōu)化的角度,闡述了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的必要性和可行性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用隨機網(wǎng)絡(luò)編碼和高斯消元譯碼時,仿真結(jié)果表明,網(wǎng)絡(luò)傳輸容量得到有效提高,為編碼感知技術(shù)在空間信息網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
6、提供了理論支撐。最后,針對空間信息傳輸特點,結(jié)合編碼感知技術(shù)和圖論中的最小費用最大流相關(guān)算法,提出了一種基于編碼感知的空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)路由方法NC-MCF。在此基礎(chǔ)上,采用自適應(yīng)帶寬分配策略,提升了資源利用率,進一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸容量。此外,研究了網(wǎng)絡(luò)容量關(guān)鍵指標(biāo)隨時間和軌道高度的變化情況。通過與圖論中最短路、最大流路由選擇方法進行比較,仿真結(jié)果表明,NC-MCF路由方法在數(shù)據(jù)傳輸效率、帶寬利用率等方面優(yōu)勢明顯。關(guān)鍵詞:空間信息網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)編碼;傳輸容量;圖論;路由方法-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractSpaceinf
7、ormationnetworkshaveamulti-layerstructurewithlongtimedelayandahighlydynamictopology,butthetransmissioncapacityishighlyrestrictedbythelimitedspaceresourcessuchasfrequencyspectrum,orbitalpositionandsatellitepower.Differentfromthetraditionalstore-and-forwardtransmitting
8、method,thenetworkcodingtheorycanreducetransmissioncostsandincreasenetworkthroughputbycombiningthepacketsreceivedatrelaynodes.Theref