一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法，其步驟：1.發(fā)送節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)編碼打包后待發(fā)送；2.廣播RTS幀，向發(fā)送節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)傳輸RTS幀；3.將該RTS幀通過CTS幀反饋其上游節(jié)點(diǎn)；4.上游發(fā)送節(jié)點(diǎn)計(jì)算各個(gè)下一跳節(jié)點(diǎn)的預(yù)期傳輸網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)包次數(shù)（ECTX）；5.選擇各個(gè)下一跳節(jié)點(diǎn)中ECTX值最小的下一跳節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)；6.計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)編碼增益，選擇編碼增益最大的編碼組合進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼，該網(wǎng)絡(luò)編碼增益定義為記為：將編碼數(shù)據(jù)包發(fā)送，轉(zhuǎn)步驟3，選擇中繼節(jié)點(diǎn)；8.完成源節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)鏈路的建立。該方法利用機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼有效地將多個(gè)源節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)編碼融合，主動(dòng)選擇網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能。
【專利說明】一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法，主要是在傳輸過程中傳感器節(jié)點(diǎn)利用網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼機(jī)會(huì)，通過定義最小編碼數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)作為機(jī)會(huì)路由轉(zhuǎn)發(fā)傳感器節(jié)點(diǎn)的選擇度量，使得數(shù)據(jù)傳輸過程中盡可能多的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼，提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
技術(shù)背景
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，源節(jié)點(diǎn)需要其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中繼。路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，不可缺少的部分，路由協(xié)議在滿足業(yè)務(wù)的QoS需求的同時(shí)，還應(yīng)增強(qiáng)路由的自適應(yīng)性，減少尋路 由的復(fù)雜性，降低路由開銷，高效利用網(wǎng)絡(luò)有限的資源。因此，在設(shè)計(jì)和分配無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)路由協(xié)議時(shí)，需要進(jìn)行綜合考慮各項(xiàng)因素。
[0003]網(wǎng)絡(luò)編碼是在每次傳輸中利用編碼將數(shù)據(jù)融合，提高傳輸?shù)男畔⒘?，減少傳輸次數(shù)。例如，Wu等在文獻(xiàn)[l]、Frag0uli等在文獻(xiàn)[2]以及Ho等在文獻(xiàn)[3]中分別設(shè)計(jì)和提出了網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方案。在文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[5]分別提出了機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼，該機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編具體是:假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)偵聽到鄰近節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，利用偵聽到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)瓶頸鏈路時(shí)，鏈路的發(fā)起節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包的傳輸數(shù)量，盡可能多利用網(wǎng)絡(luò)編碼，提高瓶頸鏈路的利用率。這種節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰捎镁W(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)制，使得網(wǎng)絡(luò)編碼在中繼節(jié)點(diǎn)的機(jī)會(huì)減少。大量潛在的網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量的進(jìn)一步提高變成可能。相較于基于網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)制的路由協(xié)議，以網(wǎng)絡(luò)編碼為目的的路由協(xié)議能更加有效地提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拈_銷。然而，現(xiàn)有的機(jī)會(huì)路由技術(shù)主要針對傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，不能直接應(yīng)用于能量和資源嚴(yán)重受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。為了應(yīng)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可靠性差、無線信道丟包嚴(yán)重等問題，為此，本發(fā)明提出了一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法。
[0004]參考文獻(xiàn)
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提出了一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法。利用無線傳輸特性，主動(dòng)選擇網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，有效地提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
[0006]為達(dá)到上述目的，我們作如下研究:
定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)抽象成有向圖，記為:
G(V, K)，
其中，Z表示網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)集合5表示傳感器節(jié)點(diǎn)間的無線鏈路集合。
[0007]其中傳感器節(jié)點(diǎn)集合‘由用于采集數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)集合Sf數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)Γ構(gòu)成，具體如下:
【權(quán)利要求】
1.一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法，其特征在于: 步驟1:源節(jié)點(diǎn)采集視頻數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)編碼打包發(fā)送至數(shù)據(jù)包發(fā)送節(jié)點(diǎn)； 步驟2:數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包前，廣播RTS幀，向發(fā)送節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)傳輸RTS幀； 步驟3:鄰居節(jié)點(diǎn)收到RTS幀，將該RTS幀通過CTS幀反饋其上游節(jié)點(diǎn)； 步驟4:上游發(fā)送節(jié)點(diǎn)計(jì)算各個(gè)下一跳節(jié)點(diǎn)的預(yù)期傳輸網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)包次數(shù)(ECTX)； 步驟5:上游發(fā)送節(jié)點(diǎn)選擇各個(gè)下一跳節(jié)點(diǎn)中ECTX值最小的下一跳節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)占.步驟6:判斷中繼節(jié)點(diǎn)是否為匯聚節(jié)點(diǎn)，若為匯聚節(jié)點(diǎn)，則轉(zhuǎn)步驟8，否則轉(zhuǎn)步驟7 ； 步驟7:中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包次數(shù)(ECTX)，計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)V網(wǎng)絡(luò)編碼增益4 , /為可能的數(shù)據(jù)編碼組合種數(shù)，中繼節(jié)點(diǎn)V選擇編碼增益最大的編碼組合進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼，該網(wǎng)絡(luò)編碼增益定義為該中繼節(jié)點(diǎn)處網(wǎng)絡(luò)編碼最大增益增加記為:Pr =將編碼數(shù)據(jù)包發(fā)送，跳轉(zhuǎn)至步驟3，繼續(xù)選擇中繼節(jié)點(diǎn)； 步驟8:數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)，完成源節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)鏈路的建立。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法，其特征在于:上述步驟4所述的上游發(fā)送節(jié)點(diǎn)計(jì)算各個(gè)下一跳節(jié)點(diǎn)的預(yù)期傳輸網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)包次數(shù)(ECTX)，其編碼傳輸數(shù)表達(dá)式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聯(lián)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)路由方法，其特征在于:上述步驟7所述的計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)v網(wǎng)絡(luò)編碼增益其表達(dá)式為:
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK103428803SQ201310362972
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】鄒君妮, 譚沖, 汪敏 申請人:上海大學(xué)