專利名稱：一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由 方法，主要適用于多跳無線網(wǎng)絡(luò)中多路徑路由的發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)傳輸路徑的選擇，另一方面 也利用了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)以提高系統(tǒng)性能。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)具有不可靠的傳輸鏈路、動(dòng)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、受限的信道帶寬和節(jié)點(diǎn)電量等 顯著特征。近年來，多路徑路由在無線網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。多路徑路由可以有效 地提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、在?jié)點(diǎn)間平衡網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載和電量消耗、降低端到端時(shí)延和 路由發(fā)現(xiàn)頻率、應(yīng)對(duì)頻繁的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化及其帶來的不可靠的通信服務(wù)，以及改進(jìn)網(wǎng)絡(luò) 的安全性等等。但是多路徑路由又會(huì)導(dǎo)致多條路徑上同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包所帶來的網(wǎng)絡(luò)擁塞 問題，特別是當(dāng)選擇多條不相交的路徑傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)，擁塞會(huì)變得更加嚴(yán)重?，F(xiàn)有的多路徑路由機(jī)制都在路由發(fā)現(xiàn)階段預(yù)先確定了傳輸路徑，沒有考慮到數(shù)據(jù)包 傳輸過程中存在的網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)。這些多路徑路由機(jī)制沒有很好地利用已有的編碼機(jī) 會(huì)，因此網(wǎng)絡(luò)的吞吐量沒有被充分地發(fā)揮出來。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題是現(xiàn)有的多路徑路由機(jī)制存在網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，沒有很好地利 用已有的編碼機(jī)會(huì)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量沒有被充分地發(fā)揮出來。本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法,包括以下 步驟(1) 源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)源路由算法EDSR(ExtendedDynamic Source Routing)將路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)播出去之前向其中添加鏈路的相關(guān)信息，發(fā)現(xiàn)路由 并記錄相關(guān)鏈路的期望傳輸次數(shù)ETX(Expected Transmission Count)信息；(2) 路由發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后，源節(jié)點(diǎn)得到了多條通向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑以及每條路徑 上所有鏈路的ETX信息；再由路徑選擇算法，比較各條路徑的路徑轉(zhuǎn)換收益，源節(jié)點(diǎn) 選取其中最優(yōu)的『條用于數(shù)據(jù)傳輸；路徑選擇算法將每一條候選路徑與除了非連接路徑及其本身以外的所有路徑的轉(zhuǎn)換收益進(jìn)行比較，然后選取出擁有最大路徑轉(zhuǎn)換收益的候選路徑來傳送數(shù)據(jù)包；設(shè)交換 收益g,，W為在節(jié)點(diǎn)/和節(jié)點(diǎn)A之間，經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)/成功地進(jìn)行一次基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包交換所減少的傳輸次數(shù)；由交換收益g,w可得到路徑編碼收益gG,"路徑編碼收 益gG乂是通過從路徑/^轉(zhuǎn)換到路徑S以便利用路徑A上的編碼機(jī)會(huì)而減少的傳輸次 數(shù)；則路徑轉(zhuǎn)換收益G,w為當(dāng)路徑從^轉(zhuǎn)換到A以便與路徑A交換數(shù)據(jù)包時(shí)，路徑轉(zhuǎn)換收益G,w的值就是路徑編碼收益g,C/,4與路徑￡丁乂損失(￡7^/-￡7^/>)之間的差。本發(fā)明的EDSR算法可改進(jìn)為優(yōu)化擴(kuò)展動(dòng)態(tài)源路由發(fā)現(xiàn)算法EDSR-OPT(Extended Dynamic Transmission Count - Optimization),設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都了解自己以及源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo) 節(jié)點(diǎn)所處的地理位置，由于無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)基本是處于靜止?fàn)顟B(tài)的，各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以 在初始化階段利用其他節(jié)點(diǎn)上的GPS設(shè)備進(jìn)行三邊測(cè)量操作得到自身的位置信息，利 用地理信息EDSR-OPT算法把路由請(qǐng)求的洪泛范圍限制在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的一 個(gè)菱形區(qū)域內(nèi)。路由發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后，由路徑選擇算法，比較各條路徑的路徑轉(zhuǎn)換收益，源節(jié)點(diǎn)選 取其中最優(yōu)的『條用于數(shù)據(jù)傳輸，『由用戶指定， 一般是一個(gè)比較小的數(shù)值，如3。根 據(jù)路徑轉(zhuǎn)換收益，在路徑的中間節(jié)點(diǎn)上為每一條路徑選取一條候選路徑以便創(chuàng)造編碼機(jī) 會(huì)并最大化路徑轉(zhuǎn)換收益。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法， 根據(jù)路徑的可靠性和編碼機(jī)會(huì)動(dòng)態(tài)地在多條路徑上進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸，通過轉(zhuǎn)換傳輸路 徑來動(dòng)態(tài)地創(chuàng)造而非僅僅等待編碼機(jī)會(huì)，讓多條路徑分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載，并且最大化路 徑轉(zhuǎn)換收益從而改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。


圖l是算法EDSR的示意圖。 圖2是算法EDSR-OPT的示意圖。 圖3 (a)是交換收益示例圖。 圖3 (b)是路徑轉(zhuǎn)換收益示例圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明首先發(fā)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所有路由，再通過路徑轉(zhuǎn)換收益對(duì)比進(jìn)行選擇， 主要由路由發(fā)現(xiàn)算法和路徑選擇算法來實(shí)現(xiàn)。(1)路由發(fā)現(xiàn)算法路由發(fā)現(xiàn)方法-擴(kuò)展動(dòng)態(tài)源路由EDSR(Extended Dynamic Source Routing),由動(dòng)態(tài)源路由DSR(Dynamic Source Routing)演變而來，如圖1，它與DSR不同的是在將路由 請(qǐng)求數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)播出去之前向其中添加鏈路的相關(guān)信息。在鄰居節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求后， 該節(jié)點(diǎn)將上一條鏈路的期望傳輸次數(shù)ETX(Expected Transmission Count)信息添加到路由 請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中，再將其轉(zhuǎn)發(fā)。如果節(jié)點(diǎn)收到重復(fù)的路由請(qǐng)求，將簡(jiǎn)單地丟棄。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)收到路由請(qǐng)求時(shí)，向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)包括所發(fā)現(xiàn)的路由以及路由上每條鏈 路ETX信息的路由應(yīng)答。 一個(gè)路由請(qǐng)求通常會(huì)經(jīng)過多條路徑傳送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，所以路由 發(fā)現(xiàn)過程結(jié)束時(shí)源節(jié)點(diǎn)可以得到多條通往目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由。不過目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不必應(yīng)答收到的每一個(gè)路由請(qǐng)求。我們希望目標(biāo)節(jié)點(diǎn)僅僅將較好的路 由返回給源節(jié)點(diǎn)。因此目標(biāo)節(jié)點(diǎn)需要把發(fā)現(xiàn)了較差路由的路由請(qǐng)求過濾掉。通常情況下， 遲到的路由請(qǐng)求意味著它們經(jīng)過了一些傳輸成功率很低的鏈路，或者經(jīng)過了太多跳傳 輸。因此，我們?cè)O(shè)定只有當(dāng)路由請(qǐng)求在時(shí)間限制r內(nèi)到達(dá)時(shí)，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)才會(huì)給出應(yīng)答。 所以源節(jié)點(diǎn)在路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中加入了一個(gè)計(jì)時(shí)器r 。當(dāng)i:過期時(shí)，任何節(jié)點(diǎn)都不會(huì)轉(zhuǎn) 發(fā)或者應(yīng)答該路由請(qǐng)求。和DSR相似，EDSR中每個(gè)節(jié)點(diǎn)在緩存中記錄下新發(fā)現(xiàn)的路由以及其中每條鏈路的 ETX。緩存機(jī)制不僅可以加快路由發(fā)現(xiàn)進(jìn)程并減少路由請(qǐng)求的發(fā)送次數(shù)，還為數(shù)據(jù)包傳 送階段的路徑轉(zhuǎn)換提供了候選路由。為了找出通向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，EDSR在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行洪泛査找。但是洪泛方式會(huì)增 加路由發(fā)現(xiàn)階段的延遲并加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，尤其是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的情況下。雖然DSR 可以通過逐漸增加路由請(qǐng)求的生存時(shí)間TTL(TimeToLive)來限制傳輸次數(shù)，但仍然無法避免路由發(fā)現(xiàn)延遲的增加。本發(fā)明對(duì)EDSR算法進(jìn)行了改進(jìn)，即優(yōu)化擴(kuò)展動(dòng)態(tài)源路由EDSR-OPT(Extended Dynamic Source Routing-Optimization),與EDSR不同的是，EDSR-OPT假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn) 都了解自己以及源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所處的地理位置。由于無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)基本是處 于靜止?fàn)顟B(tài)的，各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在初始化階段利用其他節(jié)點(diǎn)上的GPS設(shè)備進(jìn)行三邊測(cè)量 操作得到自身的位置信息。利用地理信息EDSR-OPT可以把路由請(qǐng)求的洪泛范圍限制在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)菱形區(qū)域內(nèi)。圖2給出了一個(gè)EDSR-OPT應(yīng)用的例子。根據(jù)源節(jié)點(diǎn)設(shè)定的參數(shù)e，我們?cè)谠垂?jié)點(diǎn) 和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間定義了一個(gè)菱形區(qū)域i 來限制路由請(qǐng)求的傳播范圍。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到路由請(qǐng)求時(shí)，它首先會(huì)檢查自己是否在區(qū)域i 內(nèi)，然后再?zèng)Q定是否向鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)播這個(gè)路 由請(qǐng)求。例如，在圖2中，節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)五分別丟棄從節(jié)點(diǎn)^和節(jié)點(diǎn)D傳來的路由請(qǐng) 求，而節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)F則把自己視為合適的轉(zhuǎn)播者。通過引入受限區(qū)域i ， EDSR-OPT 不只是在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)路徑進(jìn)行裁減，在網(wǎng)絡(luò)中也會(huì)進(jìn)行同樣的操作。更重要是，由于受 限區(qū)域的大小是和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模無關(guān)的，路由發(fā)現(xiàn)過程的可擴(kuò)展性將得到顯著提高。假設(shè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)、源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的物理坐標(biāo)分別為(jc;力、(x,;》)和(&;力)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處在參數(shù)為0的受限區(qū)域R中的條件如下x > O —為)x tan(arctan(^^) + 6>) + a < x < O一 W)x tan(arctanC^") + 。 + & _y > (jc — Xs) x tan(arctan(^^") - 0) + 乂 y < (x _ xd ) x tan(arctan(^f) — 0) + yd(2)路徑選擇算法路由發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后，源節(jié)點(diǎn)得到了多條通向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑以及每條路徑上所有 鏈路的ETX信息。源節(jié)點(diǎn)對(duì)每條路徑的ETX進(jìn)行比較并選取其中最優(yōu)的『條。這里，『 是一個(gè)由用戶指定的參數(shù)，它定義了流量分割的粒度，并且通常情況下是一個(gè)比較小的 數(shù)值，例如3。假設(shè)e,是路徑戶上鏈路/的ETX值，那么路徑尸的ETX值，五7XP可以計(jì)算如下￡7XP=5> (!'e尸) (2)假設(shè)源節(jié)點(diǎn)選擇路徑集{^}^來傳送數(shù)據(jù)流F，并且的路徑ETX為{￡7^7}f=1 。 那么數(shù)據(jù)流F中被分配到路徑^的部分為^=^LxF (3)/-i基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路徑轉(zhuǎn)換不是一個(gè)簡(jiǎn)單的操作，必須在所獲得的編碼收益和從最佳 路徑轉(zhuǎn)換到次佳路徑所帶來的損失之間做出一個(gè)權(quán)衡，只有當(dāng)編碼收益大于路徑ETX值 的損失時(shí)，路徑轉(zhuǎn)換操作才會(huì)被執(zhí)行。否則，將仍然使用默認(rèn)的路徑。下面通過一個(gè)例子對(duì)交換收益給出定義并推導(dǎo)出它的理論期望值，然后基于交換收 益定義路徑轉(zhuǎn)換收益。通過對(duì)它進(jìn)行定量的分析，決定是否執(zhí)行路徑轉(zhuǎn)換操作。交換收益g,m交換收益g,^是在節(jié)點(diǎn)/和節(jié)點(diǎn)A:之間，經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)y成功地進(jìn) 行一次基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包交換所減少的傳輸次數(shù)。6首先對(duì)圖3(a)中的簡(jiǎn)單應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分析。假設(shè)，從節(jié)點(diǎn)/到節(jié)點(diǎn)_/的單向傳遞成 功率為n力，用^來表示一次包括確認(rèn)操作的雙向傳遞的成功概率，例如，~=^力—,。根據(jù)ETX標(biāo)準(zhǔn)，在不考慮網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)的情況下， 一次成功的交換操作的期望傳輸次 數(shù)為* + *。即使考慮了網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，由于只有節(jié)點(diǎn)7執(zhí)行了編碼操作，依然需要 i + ^"次傳輸才能分別完成節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3到節(jié)點(diǎn)/的數(shù)據(jù)包傳遞。為了完成整個(gè)交 換過程，節(jié)點(diǎn)/需要將編碼后的數(shù)據(jù)包成功傳遞給節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3.假設(shè)，在成功完成數(shù)據(jù)傳遞前，需要W欠重傳操作。用^2來表示從節(jié)點(diǎn)7到節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)包傳輸任務(wù)僅在第/ 次成功完成而另一個(gè)從節(jié)點(diǎn)7到節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)包傳輸任務(wù)在第/ 次之前(包括第W火)就成功完成的概率。因此，/>/^2=<2一、2》〖如從節(jié)點(diǎn)/到節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)包傳輸任務(wù)僅在第W欠成功完成而另一個(gè)從節(jié)點(diǎn)/到節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)包傳輸任務(wù)在第W欠之前(包括第W欠)就成功完成的概率標(biāo)記為;^。因此，從節(jié)點(diǎn)J到節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)包傳輸任務(wù)和從節(jié)點(diǎn)J到節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)包傳輸任務(wù)都僅在第h 次成功完成的概率標(biāo)記為aa2;1,3 。因此，所以在帶有網(wǎng)絡(luò)編碼的情況下，傳輸次數(shù)的期望值為/ 是成功完成傳輸時(shí)所執(zhí)行的重傳次數(shù)。這里，&,,=i-~，可以歸納為^7 + ^7—/u+二，，3 °因此， 一次成功的基于肖絡(luò)編5馬的交換&程需要的肖輸次^W 期望值為合+合-,1,3 °同時(shí)，在節(jié)點(diǎn)/上的交換收益g,"的值為n,2+n,3U,2n,3 。假設(shè)節(jié)點(diǎn)/和節(jié)點(diǎn)A成功地通過節(jié)點(diǎn)/交換數(shù)據(jù)包，那么在節(jié)點(diǎn)J的交換收益可以計(jì)算如下g'，,A - ",盧,*一/),,_/,* (4)基于交換收益的定義，可以給出路徑編碼收益和路徑轉(zhuǎn)換收益的定義，并且推導(dǎo)出 它們的理論值的計(jì)算方法。路徑編碼收益g,G，* :路徑編碼收益g,0，*是通過從路徑A轉(zhuǎn)換到路徑S以便利用路 徑A上的編碼機(jī)會(huì)而減少的傳輸次數(shù)。路徑轉(zhuǎn)換收益G,w:當(dāng)我們把路徑從A轉(zhuǎn)換到A以便與路徑A交換數(shù)據(jù)包時(shí)，路徑轉(zhuǎn)換收益G,^的值就是路徑編碼收益g,CM與路徑ETX損失w x/-五r;i7)之間的差。圖3(b)中，節(jié)點(diǎn)/試圖從路徑^轉(zhuǎn)換到A。這樣，它就可以與路徑A進(jìn)行數(shù)據(jù)包交換 并充分利用編碼機(jī)會(huì)。不過，只有當(dāng)節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)6的路徑編碼收益大于路徑轉(zhuǎn)換所帶來 的路徑ETX值增加時(shí)(即(7,.2,3>0)，路徑轉(zhuǎn)換操作才會(huì)被執(zhí)行。gl尸2,3 =gl.5,6+g5,6,7 (5) G,2,3K農(nóng)f+g&3 (6)假設(shè)，路徑B將被轉(zhuǎn)換到路徑A從而和路徑R進(jìn)行數(shù)據(jù)包交換。{Ws}^代表路徑g和 A共有的節(jié)點(diǎn)集合。那么，路徑編碼收益g。,A和路徑轉(zhuǎn)換收益G^可以計(jì)算如下，g戸〗 wc" (7)G,，"H呵+g,^ (8) 這里，prej和Mc^分別是路徑P,上節(jié)點(diǎn)M的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)。僅當(dāng)G,w >0時(shí)， 路徑^和A之間才會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換?；诼窂睫D(zhuǎn)換收益計(jì)算方法，我們?cè)谥虚g節(jié)點(diǎn)上為每一條路徑A選取一條候選路徑以便創(chuàng)造編碼機(jī)會(huì)并最大化路徑轉(zhuǎn)換收益。路徑選擇算法將每一條候選路徑與除了非連 接路徑及其本身以外的所有路徑的轉(zhuǎn)換收益進(jìn)行比較。然后，它選取出擁有最大收益的 候選路徑來傳送數(shù)據(jù)包。假設(shè)，當(dāng)前存在w條默認(rèn)路徑及w條候選路徑。路徑選擇算法的復(fù)雜度是O(mx"),路徑選擇算法和路徑轉(zhuǎn)換收益算法細(xì)節(jié)步驟如下算法l:路徑選擇算法_輸入路徑集合尸^W&(m》1)，默認(rèn)路徑A和候選路徑集合 輸出最大化路徑轉(zhuǎn)換收益的候選路徑的標(biāo)號(hào)/。 1:{2-3行初始化} 2: GW <~ 0 3: /<~04: {5-19行計(jì)算最大收益}5: for候選路徑_/ = "o n do6:7:for路徑！■ = "o w do8:G。/rf—G {將當(dāng)前值備份}9:if i^Jk and月f)巧^0 then10{計(jì)算收益}11:G仨Cfl/cG。iw(A,々月)12if G《G。W then13G <~ (7。 14else15continue16if G層< G then17: G皿—G {更新最大收益}18:19:return / {返回所選路徑的標(biāo)號(hào)}算法2: CakGain(aA:)路徑轉(zhuǎn)換收益算法 輸入路徑/ 、 g和1:{2行計(jì)算轉(zhuǎn)換到更長的路徑所帶來的損失}3:{4-7行計(jì)算路徑轉(zhuǎn)換收益}4: for all節(jié)點(diǎn)veP) do5: {計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)上交換收益的總和}7: return 。
權(quán)利要求
1、一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法，其特征是包括以下步驟(1)源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)源路由算法EDSR將路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)播出去之前向其中添加鏈路的相關(guān)信息，發(fā)現(xiàn)路由并記錄相關(guān)鏈路的期望傳輸次數(shù)ETX信息；(2)路由發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后，源節(jié)點(diǎn)得到了多條通向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑以及每條路徑上所有鏈路的ETX信息；再由路徑選擇算法，比較各條路徑的路徑轉(zhuǎn)換收益，源節(jié)點(diǎn)選取其中最優(yōu)的W條用于數(shù)據(jù)傳輸；路徑選擇算法將每一條候選路徑與除了非連接路徑及其本身以外的所有路徑的轉(zhuǎn)換收益進(jìn)行比較，然后選取出擁有最大路徑轉(zhuǎn)換收益的候選路徑來傳送數(shù)據(jù)包；設(shè)交換收益gi，j，k為在節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)k之間，經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)j成功地進(jìn)行一次基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包交換所減少的傳輸次數(shù)；由交換收益gi，j，k可得到路徑編碼收益gi，j，kP，路徑編碼收益gi，j，kP是通過從路徑Pi轉(zhuǎn)換到路徑Pj以便利用路徑Pk上的編碼機(jī)會(huì)而減少的傳輸次數(shù)；則路徑轉(zhuǎn)換收益Gi，j，k為當(dāng)路徑從Pi轉(zhuǎn)換到Pj以便與路徑Pk交換數(shù)據(jù)包時(shí)，路徑轉(zhuǎn)換收益Gi，j，k的值就是路徑編碼收益gi，j，kP與路徑ETX損失(ETXjP-ETXiP)之間的差。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法,其特征 是EDSR算法改進(jìn)為優(yōu)化擴(kuò)展動(dòng)態(tài)源路由發(fā)現(xiàn)算法EDSR-OPT，設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都了解自己 以及源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所處的地理位置，由于無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)基本是處于靜止?fàn)顟B(tài) 的，各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在初始化階段利用其他節(jié)點(diǎn)上的GPS設(shè)備進(jìn)行三邊測(cè)量操作得到自 身的位置信息，利用地理信息EDSR-OPT算法把路由請(qǐng)求的洪泛范圍限制在源節(jié)點(diǎn)和目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)菱形區(qū)域內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法，其 特征是路由發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后，源節(jié)點(diǎn)選取其中最優(yōu)的『條用于數(shù)據(jù)傳輸，由用戶指 定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法， 其特征是根據(jù)路徑轉(zhuǎn)換收益，在路徑的中間節(jié)點(diǎn)上為每一條路徑選取一條候選路徑以 創(chuàng)造編碼機(jī)會(huì)并最大化路徑轉(zhuǎn)換收益。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法，其特 征是根據(jù)路徑轉(zhuǎn)換收益，在路徑的中間節(jié)點(diǎn)上為每一條路徑選取一條候選路徑以創(chuàng)造 編碼機(jī)會(huì)并最大化路徑轉(zhuǎn)換收益。
全文摘要
一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法，包括以下步驟(1)源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由發(fā)現(xiàn)；(2)路由發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后，比較各條路徑的路徑轉(zhuǎn)換收益，源節(jié)點(diǎn)選取其中最優(yōu)的W條用于數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑路由方法，根據(jù)路徑的可靠性和編碼機(jī)會(huì)動(dòng)態(tài)地在多條路徑上進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸，通過轉(zhuǎn)換傳輸路徑來動(dòng)態(tài)地創(chuàng)造而非僅僅等待編碼機(jī)會(huì)，讓多條路徑分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載，并且最大化路徑轉(zhuǎn)換收益從而改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101325556SQ20081012427
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者李宏興, 陳貴海 申請(qǐng)人:南京大學(xué)