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机会网络中容错传输机制的研究

作　者: 黄德君
导　师: 王如龙；莫继红
学　校: 湖南大学
专　业: 软件工程
关键词: 机会网络 传输容错 分组交织 主成分分析 多分辨
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


机会网络是一种无线自组织网络,在实际的应用环境中,这种网络大部分时候不连通。机会网络不要求源节点与目标节点之间必须存在至少一条完整的通信路径,它可以利用节点的移动形成的通信机会来转发信息,这种通信模式完全不同于传统的路由方式,它的很多特点都引起了人们的广泛关注。本文重点研究机会网络中的容错传输算法,特别针对机会网络中传输数据包的突发性集中丢失现象,提出了一种基于分组交织与插值技术的容错算法。算法从数据发送和数据接收两个方面解决数据丢失问题。在数据发送时,算法采用分组交织思想分散数据包；在数据接收时,利用机会网络中传输数据自相关性强的特点,用插值法恢复丢失的数据。实验结果表明,该算法能有效的恢复原始数据,当连续丢失的数据包增多时,其容错性能愈加明显。由于交织编码以时间为代价,交织深度越大,造成的传输延时也越大。针对这一问题,本文继而提出基于主成分分析的容错传输算法。利用主成分分析法的数据降维功能对传输数据进行特征提取,选取合适的主成分,采取ACK方案对其进行重传。在保留原始数据主要信息的前提下,减少了传输延时,节约了网络开销。仿真实验表明,这种算法在提高数据传输效率方面效果良好。然而,主成分分析并不太适合低维数据集,它的应用具有一定的局限性,因此,本文提出一种基于Haar小波多分辨的容错传输算法。首先,在发送端对信号进行小波变换,分离出低频系数和高频系数；对低频系数采取确认重传机制传输,对高频系数则直接传输。然后,利用时频能量守恒性质,在接收端对信号进行重构,恢复原始信号。这种机制不仅解决了丢失数据恢复的问题,而且时延和网络开销小,适用性强。理论分析和模拟实验表明,该算法能有效的恢复原始信号,且在连续数据包丢失增多的恶劣干扰下,仍具有较好的容错性能。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 研究现状  12-14
  1.3 本文的研究内容  14-16
第2章 数据传输中编码容错技术的研究  16-22
  2.1 传输域容错技术  16-17
    2.1.1 前向纠错  16-17
    2.1.2 条件重传  17
  2.2 压缩域容错技术  17-20
    2.2.1 分层编码  18
    2.2.2 多描述编码  18
    2.2.3 交织编码  18-20
  2.3 编码传输机制  20-21
  2.4 小结  21-22
第3章 主成分分析与小波变换理论的研究  22-35
  3.1 主成分分析理论  22-24
    3.1.1 主成分分析基本原理  22-23
    3.1.2 主成分分析基本步骤  23-24
  3.2 小波变换  24-28
    3.2.1 小波变换理论概述  24-26
    3.2.2 连续小波变换  26-28
    3.2.3 离散小波变换  28
  3.3 Haar小波函数  28-30
  3.4 多分辨分析  30-31
    3.4.1 多分辨分析定义  30-31
    3.4.2 多分辨函数空间特性  31
  3.5 Mallat算法  31-33
    3.5.1 Mallat算法信号分解过程  32
    3.5.2 Mallat算法信号重构过程  32-33
  3.6 小结  33-35
第4章 基于分组交织与插值技术的容错算法  35-45
  4.1 基于分组交织与插值的容错算法  35-39
    4.1.1 分组交织发送  35-37
    4.1.2 数据插值恢复  37-38
    4.1.3 算法描述  38-39
  4.2 算法性能分析  39-41
    4.2.1 丢失数据包分散性能分析  39-40
    4.2.2 恢复数据误差影响分析  40
    4.2.3 交织传输延时分析  40-41
    4.2.4 算法复杂度分析  41
  4.3 仿真实验与结果分析  41-44
  4.4 小结  44-45
第5章 基于主成分分析的容错算法  45-51
  5.1 基于主成分分析的容错算法  45-46
    5.1.1 加窗轨迹数据主成分分析  45-46
    5.1.2 算法描述  46
  5.2 算法性能分析  46-48
  5.3 仿真实验分析  48-50
  5.4 小结  50-51
第6章 基于Haar小波多分辨的容错算法  51-59
  6.1 基于Haar小波多分辨容错传输算法  51-55
    6.1.1 基于Haar小波多分辨的分解算法  51-53
    6.1.2 基于Haar小波多分辨的重构算法  53-55
  6.2 算法描述  55
  6.3 仿真实验  55-57
  6.4 小结  57-59
结论  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-67
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  67-68
附录B 攻读学位期间所参与的主要项目  68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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