基于网络编码的无线Mesh网流媒体传输性能改进研究

作为Internet"最后一公里"延伸的无线Mesh接入网，其有限的链路带宽、不可靠的传输信道以及链路时变等特点导致流媒体传输对网络服务质量的需求难以保证。为改善无线Mesh网环境下流媒体应用的传输性能，本项目将研究：(1)根据流媒体数据帧重要程度的不同，研究无线Mesh网网关的流媒体视频交错处理算法，建立交错处理深度与网络编码代数的优化关系模型；(2)为保证不同权重数据帧的网络编码顺利进行，在线性网络编码的基础上研究基于权重的线性网络编码理论，提出网络拓扑自适应的权重网络编码策略；(3)针对特定拓扑的无线Mesh网，研究高效的权重网络编码码型构造算法，提出延迟期限和重要程度感知的无线Mesh网流媒体应用单播和多播传输策略。本项目研究工作的开展，对无线Mesh网环境下流媒体传输性能的改善、推动无线环境下的网络编码研究以及流媒体应用在无线环境下的普及和推广都将有重要的理论和应用价值。

无线Mesh网络是重要的无线宽带接入技术，但其有限的链路带宽和可用信道数，以及传输信道的不可靠和时变等特性，导致其上流媒体传输的QoS难以得到保障。为改善流媒体业务在其上的传输质量，本项目主要研究了以下几个内容：（1）针对流媒体业务中网关节点的性能瓶颈问题，讨论了节点部署相关策略，并针对流媒体业务的流量特征和无线链路的时变、干扰等特性，建立了相关的网络流量预测机制，讨论并设计了基于多速度、单路径和多路径等环境下数据传输的相关流量分配策略及其路由机制；（2）为了进一步提高网络编码策略下的网络容量和服务质量，针对流媒体数据传输中网络资源使用不公平的问题，构建了机会路由环境下无线链路的吞吐量模型，设计了满足流媒体服务质量的确定性网络编码方案，提出了基于权重线性网络编码理论的机会路由机制，以及相关组播策略；（3）针对流媒体传输中存在自私节点的情况，利用博弈理论对多路径多数据流传输时的网络编码策略进行了研究，通过在节点间引入纳什均衡机制，增强了参与网络编码的节点数量，提升了网络的吞吐量和可靠性；（4）针对自相似流会造成网络中队列长度增加、数据包丢失增加的问题，提出自相似流中基于同步策略的网络编码方案；.　　本项目以网络编码理论为研究基础，结合网络演算、机会路由、多路径路由、博弈论等相关理论与技术，为基于无线Mesh网络的流媒体传输服务质量相关保障技术提供了新的探索方法，对促进流媒体传输相关技术的发展有较重大的理论与现实意义。