專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中高吞吐量網(wǎng)絡(luò)編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)編碼方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面，給人們的生活帶來(lái)了極大地便利。然而，相比于有線(xiàn)通信，無(wú)線(xiàn)通信的一個(gè)顯著不足是帶寬非常有限。由于該不足，當(dāng)前的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)可支持的吞吐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有線(xiàn)通信，使得服務(wù)質(zhì)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們的需求，比如利用智能手機(jī)來(lái)在線(xiàn)觀(guān)看高清直播節(jié)目，其清晰性和流暢性離人們的要求有很大的差距。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是一種非常適用用來(lái)提高無(wú)線(xiàn)通信吞吐量的技術(shù)，其主要思想是網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)將多個(gè)需要傳輸?shù)拿魑臄?shù)據(jù)包編碼成一個(gè)大小不變的編碼包，然后發(fā)送編碼包來(lái)達(dá)到一次包發(fā)送就將多個(gè)明文數(shù)據(jù)包傳遞到多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，從而非常有效地提高了傳輸效率，大大提高無(wú)線(xiàn)吞吐量。目前為止，有很多文獻(xiàn)研究設(shè)計(jì)了良好的網(wǎng)絡(luò)編碼方法，比如loop編碼方法(參見(jiàn)《On the X-1ties of Network Coding in Wireless Networks)),刊于 ACMSIGMETRICS, 2007)和 COPE 編碼方法(參見(jiàn)《XORs in The Air !Practical WirelessNetwork coding》，刊于 IEEE/ACM Transactions on Networking, 2008)等等。也有一些相關(guān)的發(fā)明: 2010年12月6日，南京郵電大學(xué)楊震申請(qǐng)了專(zhuān)利“一種無(wú)線(xiàn)mesh網(wǎng)絡(luò)編碼方法”。在該發(fā)明中，通過(guò)在編碼包的包頭中加入DESN標(biāo)識(shí)來(lái)標(biāo)識(shí)原始數(shù)據(jù)包的目的節(jié)點(diǎn)，接收側(cè)僅需要在進(jìn)入中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路進(jìn)行解碼，在進(jìn)入目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鏈路進(jìn)行路由選擇，從而減少原始數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拇螖?shù)，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。2012年5月15日，哈爾濱工程大學(xué)趙蘊(yùn)龍申請(qǐng)了專(zhuān)利“基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)編碼修復(fù)方法”。在該發(fā)明中，解碼節(jié)點(diǎn)通過(guò)CBCR算法計(jì)算得出所需的重傳數(shù)據(jù)包集合并形成RACK請(qǐng)求包發(fā)送給鄰居節(jié)點(diǎn)，然后鄰居節(jié)點(diǎn)根據(jù)RACK中的請(qǐng)求內(nèi)容來(lái)編碼求出解碼節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)包。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)編碼算法中，同一個(gè)數(shù)據(jù)流最多只有一個(gè)數(shù)據(jù)包參與編碼。如果一個(gè)數(shù)據(jù)流中有幾個(gè)數(shù)據(jù)包與其他數(shù)據(jù)流的包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼，則該數(shù)據(jù)流的接收節(jié)點(diǎn)無(wú)法對(duì)編碼包進(jìn)行解碼來(lái)得到這幾個(gè)數(shù)據(jù)包，只能得到這幾個(gè)數(shù)據(jù)包編碼在一起的編碼包。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種能將同一個(gè)數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)包與其他數(shù)據(jù)流的包編碼在一起且在接收節(jié)點(diǎn)上能進(jìn)行解碼的網(wǎng)絡(luò)編碼方法，從而顯著增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一次發(fā)送所傳遞的數(shù)據(jù)包數(shù)目，大大提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的吞吐量。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中高吞吐量網(wǎng)絡(luò)編碼方法，考慮到不同的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包往往大小不一樣，有一些數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包特別大，有一些數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包特別小，將數(shù)據(jù)包較小的數(shù)據(jù)流Fi的多個(gè)數(shù)據(jù)包Pu，…，Piin中的數(shù)據(jù)前后連接起來(lái)組合成一個(gè)大的組合包君，然后將組合包P與其他數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包編碼成一個(gè)編碼包以發(fā)送出去。數(shù)據(jù)流Fi對(duì)應(yīng)的接收節(jié)點(diǎn)接收到編碼包后，能夠解碼得到組合包f并將該組合包拆分得到多個(gè)原始數(shù)據(jù)包Pm,…，Pi,從而做到一次發(fā)送就將數(shù)據(jù)包較小的數(shù)據(jù)流的多個(gè)包傳遞到接收節(jié)點(diǎn)，大大提高了吞吐量。所述的高吞吐量網(wǎng)絡(luò)編碼方法包括以下步驟:步驟一:在流過(guò)本節(jié)點(diǎn)且有緩存包的數(shù)據(jù)流中，將可相互編碼的數(shù)據(jù)流表示為F1, F2,…，F(xiàn)k，其中K是可相互編碼的數(shù)據(jù)流數(shù)目。在這些數(shù)據(jù)流中挑選出數(shù)據(jù)包最大的那個(gè)流，表示為Fx, X e {I, 2,…，K}。步驟二:設(shè)置編碼包大小I>LX、編碼包發(fā)送速率R*=RX以及最終參與編碼操作的數(shù)據(jù)流集合Sf={Fx}，其中Li為數(shù)據(jù)流Fi中數(shù)據(jù)包的大小，Ri為從編碼節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)流Fi的接收節(jié)點(diǎn)該無(wú)線(xiàn)鏈路的可達(dá)發(fā)送速率。將緩存中數(shù)據(jù)流Fx的最早到達(dá)包放入集合Sp，Sp為要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼操作的數(shù)據(jù)包的集合。步驟二:設(shè)置k=l。步驟四:如果k=x，則跳到第七步。步驟五:計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中高吞吐量網(wǎng)絡(luò)編碼方法，其特征在于，該方法通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一:在流過(guò)本節(jié)點(diǎn)且有緩存包的數(shù)據(jù)流中，將可相互編碼的數(shù)據(jù)流表示為F1, F2,…，F(xiàn)k，其中K是可相互編碼的數(shù)據(jù)流數(shù)目；在這些數(shù)據(jù)流中挑選出數(shù)據(jù)包最大的那個(gè)流，表示為Fx, X e {1，2，…，K}。； 步驟二:設(shè)置編碼包大小L*=LX、編碼包發(fā)送速率R*=RX以及最終參與編碼操作的數(shù)據(jù)流集合Sf={Fx}，其中Li為數(shù)據(jù)流Fi中數(shù)據(jù)包的大小，Ri為從編碼節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)流Fi的接收節(jié)點(diǎn)該無(wú)線(xiàn)鏈路的可達(dá)發(fā)送速率。將緩存中數(shù)據(jù)流Fx的最早到達(dá)包放入集合Sp，Sp為要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼操作的數(shù)據(jù)包的集合； 步驟三:設(shè)置k=l ； 步驟四:如果k=x，則跳到第七步； 步驟五:計(jì)算
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中高吞吐量網(wǎng)絡(luò)編碼方法，其特征在于:步驟六中對(duì)被挑選出來(lái)參與網(wǎng)絡(luò)編碼運(yùn)算的數(shù)據(jù)流，會(huì)把流內(nèi)的多個(gè)明文數(shù)據(jù)包組合成一個(gè)大的組合包，然后將該組合包與其他數(shù)據(jù)流的大數(shù)據(jù)包編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線(xiàn)通信中網(wǎng)絡(luò)編碼方法，包括步驟選擇步驟根據(jù)包大小、可達(dá)傳輸速率和緩存包數(shù)目來(lái)選擇參與編碼的數(shù)據(jù)流；組合步驟對(duì)每個(gè)被選出來(lái)參與編碼的數(shù)據(jù)流，確定該數(shù)據(jù)流要組合在一起的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)包組合；編碼步驟將所選出來(lái)的數(shù)據(jù)流的組合包或明文包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼操作，得到本次發(fā)送的編碼包。本發(fā)明能夠減少無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上原始數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拇螖?shù)，大大提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，具有很好的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H04L1/00GK103220086SQ20131014184
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者池凱凱, 朱藝華, 李燕君, 伍永超, 程珍 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)