[博士论文]Network Coded Wireless Architecture

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书名：Network Coded Wireless Architecture
作者：Sachin Rajsekhar Katti
出版：MIT 2008 Phd thesis
目录
Acknowledgments 7
Previously PublishedMaterial 11
List of Figures 23
List of Tables 25
1 Introduction 27
1.1 Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.2 How to Read This Dissertation? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2 Background 39
2.1 What is Network Coding? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 What are the Benefits of Network Coding? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3 SubsequentWork on Network Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4 Wireless Mesh Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3 COPE: Packet-level Network Coding 55
3.1 High Level Design of COPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2 System Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.4 Understanding COPE’s Gains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.5 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.6 RelatedWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.7 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4 ANC: Analog Network Coding 95
4.1 Illustrative Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.2 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3 Background: Single Signal Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.4 Decoding Interfered MSK signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.5 Practical Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.6 Capacity Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.7 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.8 System Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.9 Experimental Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.10 Extending ANC to Other Modulation Schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.11 RelatedWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4.12 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
5 MIXIT: Symbol-level Network Coding 135
5.1 Motivating Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5.2 MIXIT Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
5.3 Classifying Received Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.4 The MIXIT Network Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.5 Congestion-Aware Forwarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.6 Increasing Concurrency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.7 Error Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.8 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.9 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.10 RelatedWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
5.11 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
6 Discussion & Conclusion 177
6.1 Network Coding: An Alternative Design for Wireless Networks . . . . . . . 177
6.2 Remaining Challenges & FutureWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
6.3 Looking Ahead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
References 183

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