Applied Network Coding in Wireless Networks

Inhaltsverzeichnis

• 1. Introduction
  • 1.1. Network Coding
    • 1.1.1. Principle
    • 1.1.2. Linear Coding
    • 1.1.3. Deterministic Coding
    • 1.1.4. Decentralized network coding
    • 1.1.5. Random Coding
  • 1.2. Peer-to-Peer Swarming
    • 1.2.1. Microsoft Avalanche
    • 1.2.2. Codetorrent
  • 1.3. Haggle
  • 1.4. COPE
    • 1.4.1. Opportunistic Listening
    • 1.4.2. Opportunistic Coding
    • 1.4.3. Opportunistic Routing
    • 1.4.4. Pseudo Broadcast
    • 1.4.5. Realization of the Cope principle
    • 1.4.6. Performance Bottlenecks for TCP
• 2. Implementations
  • 2.1. MIT Reference Implementation
    • 2.1.1. CLICK
    • 2.1.2. Roofnet
    • 2.1.3. Madwifi-stripped
    • 2.1.4. COPE elements
  • 2.2. OpenWRT
    • 2.2.1. Stable Branch / White Russian
    • 2.2.2. "Bleeding Edge" / Kamikaze
    • 2.2.3. Buildroot Environment
    • 2.2.4. Packages
    • 2.2.5. Image Deploying / Flashing
• 3. Measurements
  • 3.1. Layout of the experiments
    • 3.1.1. Retransmissions
    • 3.1.2. Bandwidth
    • 3.1.3. Memory leak
  • 3.2. Measurement results
    • 3.2.1. Throughput without coding
    • 3.2.2. Throughput with coding
    • 3.2.3. Analysis
  • 3.3. Conclusion of the experiments
• 4. Resilience through redundancy
  • 4.1. Zaib Quality of Service
    • 4.1.1. Problems Addressed
    • 4.1.2. Improvements
    • 4.1.3. Complete solution
    • 4.1.4. Example
    • 4.1.5. Simulation / Analysis
  • 4.2. Adaptive Preventive Redundancy
    • 4.2.1. Problems addressed
    • 4.2.2. Improvements
    • 4.2.3. Complete solution
    • 4.2.4. Example
    • 4.2.5. Advantages against Reed-Solomon Coding
  • 4.3. Outlook

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Masterarbeit untersucht die Anwendung von Netzwerk-Codierung in drahtlosen Netzwerken. Sie analysiert die Prinzipien der Netzwerk-Codierung, verschiedene Implementierungen und deren Auswirkungen auf die Leistung von drahtlosen Netzwerken. Die Arbeit befasst sich insbesondere mit der COPE-Architektur (Cooperative Opportunistic Packet Encoding), die eine effiziente und robuste Datenübertragung in dynamischen drahtlosen Umgebungen ermöglicht.

• Grundlagen der Netzwerk-Codierung und ihre Anwendung in drahtlosen Netzwerken
• Die COPE-Architektur und ihre zentralen Elemente wie opportunistisches Hören, Codierung und Routing
• Implementierungen der Netzwerk-Codierung, insbesondere im OpenWRT-Umfeld
• Messungen der Leistung von Netzwerk-Codierung in realen Szenarien
• Resilienz und Fehlertoleranz in drahtlosen Netzwerken durch redundante Datenübertragung

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 1 führt in die Thematik der Netzwerk-Codierung und ihre Anwendung in drahtlosen Netzwerken ein. Es werden verschiedene Konzepte und Ansätze wie Peer-to-Peer Swarming, Haggle und COPE vorgestellt.

Kapitel 2 befasst sich mit verschiedenen Implementierungen der Netzwerk-Codierung, insbesondere mit der MIT Reference Implementation und OpenWRT. Es werden die verschiedenen Komponenten und Konfigurationen der Implementierungen erläutert.

Kapitel 3 präsentiert die Ergebnisse von Messungen, die die Leistung der Netzwerk-Codierung in verschiedenen Szenarien evaluieren. Die Ergebnisse zeigen die Auswirkungen der Codierung auf den Datendurchsatz und die Zuverlässigkeit der Übertragung.

Kapitel 4 untersucht verschiedene Ansätze zur Verbesserung der Resilienz und Fehlertoleranz in drahtlosen Netzwerken durch redundante Datenübertragung. Es werden die Konzepte Zaib QoS und Adaptive Preventive Redundancy vorgestellt.

Schlüsselwörter

Netzwerk-Codierung, COPE, OpenWRT, drahtlose Netzwerke, Peer-to-Peer Swarming, Resilienz, Redundanz, Datendurchsatz, Fehlertoleranz, Quality of Service.