專利名稱：應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的snc網(wǎng)絡編碼方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及星際互聯(lián)網(wǎng)及衛(wèi)星通信領域和網(wǎng)絡編碼技術(shù)領域，尤其是一種應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡編碼(Network coding)從廣義上來講，是網(wǎng)絡中的節(jié)點將接收到的信息進行編碼后再轉(zhuǎn)發(fā)出去的多點傳送(Multicast)技術(shù)。目前，網(wǎng)絡編碼技術(shù)的背景主要是基于有線網(wǎng)絡的，但是在網(wǎng)絡編碼的理論和應用方面，無線自組織網(wǎng)絡與有線網(wǎng)絡有著顯著的差別，這主要是由無線自組織網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)特征和無線傳輸信道的時變衰落特性決定的。與通過電纜或者光纖等可靠媒介形成固定而獨立連接的有線網(wǎng)絡不同，無線自組織網(wǎng)絡的節(jié)點在分布上具有多維空間上的隨機特性，節(jié)點之間的連接，因受節(jié)點移動或節(jié)點分布地域的限制，不但具有時間域上的時變特性而且在空間域上具有相互制約的相關性，在信號傳輸上受到時變衰落信道的影響具有時間域上的隨機性和不可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，為實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)而建立全球無線通信平臺星際互聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡編碼方法；改變地面互聯(lián)網(wǎng)在通信服務范圍、傳輸速度、通信帶寬等方面的瓶頸限制。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法，在無線自組織網(wǎng)絡中，選取網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三，以及服務器，網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三通過以下步驟從服務器獲取數(shù)據(jù)包ABCDEF : TO時間片內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點一從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包C-F ;網(wǎng)絡節(jié)點二從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包B-F ;網(wǎng)絡節(jié)點三從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)
包A-F ;網(wǎng)絡節(jié)點二從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包B ;網(wǎng)絡節(jié)點三從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)
據(jù)包A、 B，并從網(wǎng)絡節(jié)點二請求得到數(shù)據(jù)包A ; Tl時間片內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點一從服務器請求得到與TO時間片中編碼系數(shù)不同的編碼數(shù)據(jù)包C-F，從網(wǎng)絡節(jié)點二請求得到數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點三請求得到數(shù)據(jù)包A-F ;網(wǎng)絡節(jié)點二從服務器請求得到編碼后數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點三請求得到數(shù)據(jù)包A-F ;網(wǎng)絡節(jié)點三從服務器請求得到編碼后數(shù)據(jù)包A-F，從網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二分別得到編碼后數(shù)據(jù)包A-F;其中，編碼后數(shù)據(jù)包均要求編碼系數(shù)線性無關，包括與TO時間片的編碼系數(shù)線性無關； T2時間片內(nèi)T1時間片結(jié)束后，網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三各擁有6個線性無關的數(shù)據(jù)包，到T2時間片便可解碼得到所有消息。 這一方法應用2個時間片用于下載，從服務器請求6次數(shù)據(jù)，充分利用對等節(jié)點的資源，縮短了響應時間，有效地減輕了對等節(jié)點對服務器的壓力。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法主要是集中在具有隨機拓撲結(jié)構(gòu)和容量的無線自組織網(wǎng)絡上，提出了無線自組織網(wǎng)絡中利用SNC網(wǎng)絡編碼實現(xiàn)最大流傳輸?shù)墓?jié)點選擇方法，對于無線自組織網(wǎng)絡，適于在任意端到端之間構(gòu)造相應的SNC網(wǎng)絡編碼，適合網(wǎng)絡拓撲的變化。
具體實施例方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。 本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖
)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 本實施例的應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法，在無線自組織網(wǎng)絡中，選取網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三，以及服務器，網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三通過以下步驟從服務器獲取數(shù)據(jù)包ABCDEF : TO時間片內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點一從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包C-F ;網(wǎng)絡節(jié)點二從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包B-F ;網(wǎng)絡節(jié)點三從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)
包A-F ;網(wǎng)絡節(jié)點二從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包B ;網(wǎng)絡節(jié)點三從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)
據(jù)包A、 B，并從網(wǎng)絡節(jié)點二請求得到數(shù)據(jù)包A ; Tl時間片內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點一從服務器請求得到與TO時間片中編碼系數(shù)不同的編碼數(shù)據(jù)包C-F，從網(wǎng)絡節(jié)點二請求得到數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點三請求得到數(shù)據(jù)包A-F ;網(wǎng)絡節(jié)點二從服務器請求得到編碼后數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點三請求得到數(shù)據(jù)包A-F ;網(wǎng)絡節(jié)點三從服務器請求得到編碼后數(shù)據(jù)包A-F，從網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二分別得到編碼后數(shù)據(jù)包A-F;其中，編碼后數(shù)據(jù)包均要求編碼系數(shù)線性無關，包
括與TO時間片的編碼系數(shù)線性無關； T2時間片內(nèi)T1時間片結(jié)束后，網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三各擁有6個線性無關的數(shù)據(jù)包，到T2時間片便可解碼得到所有消息。 這一方法應用2個時間片用于下載，從服務器請求6次數(shù)據(jù)，充分利用對等節(jié)點的資源，縮短了響應時間，有效地減輕了對等節(jié)點對服務器的壓力。 引入SNC網(wǎng)絡編碼后，對該數(shù)據(jù)節(jié)點選擇方法提出了新的要求即需要決定對等節(jié)點應該從哪些鄰居節(jié)點獲取哪些數(shù)據(jù)塊，以便每個數(shù)據(jù)塊在傳輸之前都能被解碼。如果不能被全部及時解碼，則使不能被及時解碼的數(shù)據(jù)塊個數(shù)最少；與此同時還需考慮到節(jié)點間可用帶寬的約束。所以，本實施例中，網(wǎng)絡節(jié)點的選取方法為 首先，隨機選取3個上行節(jié)點作為鄰居節(jié)點；其次，對等節(jié)點按每個數(shù)據(jù)段傳輸?shù)南群箜樞驅(qū)Χ蝺?nèi)數(shù)據(jù)塊發(fā)出請求；對每個數(shù)據(jù)段，如果未能收到3個相互獨立的數(shù)據(jù)塊，則從3個源節(jié)點以外的鄰居節(jié)點請求數(shù)據(jù)塊，直到收到3個相互獨立的數(shù)據(jù)塊或鄰居節(jié)點輪詢完為止；在當前節(jié)點隨機選取完鄰居節(jié)點后，會向這3個鄰居節(jié)點以外的待選鄰居節(jié)點發(fā)送探測包；若探測結(jié)果顯示待測對等節(jié)點與當前節(jié)點間的帶寬和時延優(yōu)于目前大部分的鄰居節(jié)點，則剔除原鄰居節(jié)點中性能最差的那個節(jié)點，把這個探測到的待測節(jié)點加入到鄰居節(jié)點列表中去。 本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法，在無線自組織網(wǎng)絡中，選取網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三，以及服務器，其特征在于網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三通過以下步驟從服務器獲取數(shù)據(jù)包ABCDEFT0時間片內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點一從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包C-F；網(wǎng)絡節(jié)點二從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包B-F；網(wǎng)絡節(jié)點三從服務器請求得到隨機編碼后數(shù)據(jù)包A-F；網(wǎng)絡節(jié)點二從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包B；網(wǎng)絡節(jié)點三從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包A、B，并從網(wǎng)絡節(jié)點二請求得到數(shù)據(jù)包A；T1時間片內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點一從服務器請求得到與T0時間片中編碼系數(shù)不同的編碼數(shù)據(jù)包C-F，從網(wǎng)絡節(jié)點二請求得到數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點三請求得到數(shù)據(jù)包A-F；網(wǎng)絡節(jié)點二從服務器請求得到編碼后數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點一請求得到數(shù)據(jù)包B-F，從網(wǎng)絡節(jié)點三請求得到數(shù)據(jù)包A-F；網(wǎng)絡節(jié)點三從服務器請求得到編碼后數(shù)據(jù)包A-F，從網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二分別得到編碼后數(shù)據(jù)包A-F；其中，編碼后數(shù)據(jù)包均要求編碼系數(shù)線性無關，包括與T0時間片的編碼系數(shù)線性無關；T2時間片內(nèi)T1時間片結(jié)束后，網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三各擁有6個線性無關的數(shù)據(jù)包，到T2時間片便可解碼得到所有消息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法，其特征在于所述網(wǎng)絡節(jié)點的選取方法為首先，隨機選取n個上行節(jié)點作為鄰居節(jié)點；其次，對等節(jié)點按每個數(shù)據(jù)段傳輸?shù)南群箜樞驅(qū)Χ蝺?nèi)數(shù)據(jù)塊發(fā)出請求；對每個數(shù)據(jù)段，如果未能收到n個相互獨立的數(shù)據(jù)塊，則從n個源節(jié)點以外的鄰居節(jié)點請求數(shù)據(jù)塊，直到收到n個相互獨立的數(shù)據(jù)塊或鄰居節(jié)點輪詢完為止；在當前節(jié)點隨機選取完鄰居節(jié)點后，會向這n個鄰居節(jié)點以外的待選鄰居節(jié)點發(fā)送探測包；若探測結(jié)果顯示待測對等節(jié)點與當前節(jié)點間的帶寬和時延優(yōu)于目前大部分的鄰居節(jié)點，則剔除原鄰居節(jié)點中性能最差的那個節(jié)點，把這個探測到的待測節(jié)點加入到鄰居節(jié)點列表中去。
全文摘要
本發(fā)明的一種應用于星際互聯(lián)網(wǎng)的SNC網(wǎng)絡編碼方法，涉及星際互聯(lián)網(wǎng)及衛(wèi)星通信領域和網(wǎng)絡編碼技術(shù)領域，在無線自組織網(wǎng)絡中，選取網(wǎng)絡節(jié)點一、網(wǎng)絡節(jié)點二、網(wǎng)絡節(jié)點三，以及服務器，按本發(fā)明的步驟，應用2個時間片用于數(shù)據(jù)下載，從服務器請求6次數(shù)據(jù)，充分利用對等節(jié)點的資源，縮短了響應時間，有效地減輕了對等節(jié)點對服務器的壓力。
文檔編號H04L12/56GK101764755SQ200910312900
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者何戎遼, 倪國超, 劉鐵華, 宋慧, 王勇, 王小玲, 董建明, 黃耀 申請人:成都林海電子有限責任公司