本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法及應(yīng)用該物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)線傳感網(wǎng)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)無(wú)線、多跳、自組織網(wǎng)絡(luò)，其目的是將網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的感知對(duì)象的信息發(fā)送給觀察者。人們可通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)直接感知客觀世界，擴(kuò)展了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識(shí)世界的能力。近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越發(fā)受到人們的重視，作為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一的無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。無(wú)線傳感網(wǎng)具有準(zhǔn)確、靈活、易于部署等優(yōu)良特性，具有廣闊的應(yīng)用前景。無(wú)線傳感網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)一般工作在無(wú)人值守環(huán)境中，且基本采用電池供電，可攜帶能量少且難以進(jìn)行能量補(bǔ)充。而無(wú)線傳感網(wǎng)路由協(xié)議直接涉及網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和大部分能耗，直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。采用網(wǎng)絡(luò)編碼后可以明顯的減少數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。此外，現(xiàn)有研究成果表明在100米的無(wú)線鏈路上傳輸1K比特的數(shù)據(jù)和處理器(Central Processing Unit，CPU)執(zhí)行3M比特的指令所消耗的能量相當(dāng)。即引入網(wǎng)絡(luò)編碼所帶來(lái)的計(jì)算能量開(kāi)銷，與其節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)所節(jié)約的能量相比可忽略。因此，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)非常適合于應(yīng)用到無(wú)線傳感網(wǎng)中。

目前無(wú)線傳感網(wǎng)路由的網(wǎng)絡(luò)編碼的分為網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼和物理層網(wǎng)絡(luò)編碼。其中的網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼普遍采用的普通的沖突避免硬件地址(Media Access Control，MAC)層協(xié)議，相互處于對(duì)方發(fā)送范圍內(nèi)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)不允許同時(shí)發(fā)送，否則視為發(fā)生干擾。發(fā)生干擾的信息將被節(jié)點(diǎn)丟棄，使用該編碼方法無(wú)法做到良好的節(jié)能。物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，利用電磁波的疊加特性，將無(wú)線電磁波在空間的自然疊加看作信號(hào)的編碼過(guò)程，即等效為物理層的網(wǎng)絡(luò)編碼過(guò)程，在接收端通過(guò)譯碼獲取所需信息；物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的編解碼僅能在編碼節(jié)點(diǎn)及其前后1跳范圍內(nèi)實(shí)施，導(dǎo)致物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼機(jī)會(huì)較少。所以在采用物理層進(jìn)行編碼的時(shí)候難以達(dá)到對(duì)多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼操作，無(wú)法有效的節(jié)能路由。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法，使用該方法能夠?qū)σ欢温酚芍械亩鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行物理層的網(wǎng)絡(luò)編碼，以此進(jìn)行有效的節(jié)能路由。

本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種應(yīng)用上述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置，該裝置能夠在路由時(shí)進(jìn)行多個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，實(shí)現(xiàn)節(jié)能路由。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法，包括：源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)將接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式；所述源節(jié)點(diǎn)向所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式；所述源節(jié)點(diǎn)接收所述路由路徑上的每個(gè)所述設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式的編碼節(jié)點(diǎn)返回的第一應(yīng)答報(bào)文和每個(gè)所述設(shè)置為直接發(fā)送模式的編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)返回的第二應(yīng)答報(bào)文；所述源節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置，包括：接收模式切換模塊，用于源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)將接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式；發(fā)送模式切換模塊，用于所述源節(jié)點(diǎn)向所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式；模式調(diào)整應(yīng)答接收模塊，用于接收所述源節(jié)點(diǎn)接收所述路由路徑上的每個(gè)所述設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式的編碼節(jié)點(diǎn)返回的第一應(yīng)答報(bào)文和每個(gè)所述設(shè)置為直接發(fā)送模式的編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)返回的第二應(yīng)答報(bào)文；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于所述源節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法，該方法通過(guò)源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換的報(bào)文，以將變編碼節(jié)點(diǎn)的接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式。這樣編碼節(jié)點(diǎn)就可以同時(shí)的接收多個(gè)信號(hào)；同時(shí)該編碼節(jié)點(diǎn)在改變接收模式之后向源節(jié)點(diǎn)返回第一應(yīng)答報(bào)文。源節(jié)點(diǎn)還向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)(參與編碼的上跳節(jié)點(diǎn))發(fā)送發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以將編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送模式改為直接發(fā)送模式，即允許節(jié)點(diǎn)不經(jīng)信道監(jiān)聽(tīng)直接向無(wú)線信道發(fā)送數(shù)據(jù)；同時(shí)該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)在將發(fā)送模式改變之后，生成并向源節(jié)點(diǎn)返回第二應(yīng)答報(bào)文。在源節(jié)點(diǎn)接收到第一應(yīng)答報(bào)文和第二應(yīng)答報(bào)文的時(shí)候，就表明編碼節(jié)點(diǎn)和該編碼節(jié)點(diǎn)的上一條節(jié)點(diǎn)的工作模式都設(shè)置完畢。源節(jié)點(diǎn)通過(guò)路由路徑向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，在通過(guò)編碼節(jié)點(diǎn)的時(shí)候就可以將多條路徑上的數(shù)據(jù)進(jìn)行物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，最終通過(guò)各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(包括編碼節(jié)點(diǎn))將信息發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)?？梢允褂迷摲椒▽⒃撀酚陕窂缴系母魈幘幋a節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行物理層的網(wǎng)絡(luò)編碼操作，即實(shí)現(xiàn)了多跳范圍內(nèi)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼。而物理層編碼是允許同時(shí)接收數(shù)據(jù)和同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，節(jié)省了數(shù)據(jù)的傳輸次數(shù)和時(shí)隙，最后達(dá)到節(jié)能路由的目的，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

本發(fā)明實(shí)施例還提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置，該裝置使用接收模式切換模塊，向每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文，并使編碼節(jié)點(diǎn)的接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式。同時(shí)發(fā)送模式切換模塊，用于源節(jié)點(diǎn)向所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)(參與編碼的上跳節(jié)點(diǎn))發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式，這樣就不用進(jìn)行信道監(jiān)聽(tīng)直接的向下一節(jié)點(diǎn)(即編碼節(jié)點(diǎn))發(fā)送信號(hào)。然后模式調(diào)整應(yīng)答接收模塊，接收到所述源節(jié)點(diǎn)接收所述路由路徑上的每個(gè)所述設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式的編碼節(jié)點(diǎn)返回的第一應(yīng)答報(bào)文和每個(gè)所述設(shè)置為直接發(fā)送模式的編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)返回的第二應(yīng)答報(bào)文之后，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊就向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送的數(shù)據(jù)將通過(guò)路由路徑上的多個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行物理層網(wǎng)絡(luò)編碼。以此實(shí)現(xiàn)多跳范圍內(nèi)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，達(dá)到節(jié)能路由的目的，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由設(shè)備的方框示意圖。

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的流程圖。

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的路由節(jié)點(diǎn)的工作模式設(shè)定的跨層交互的原理圖。

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的在編碼節(jié)點(diǎn)處存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼方式和物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方式的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式的對(duì)比圖。

圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的流程圖。

圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的鏈型拓?fù)湓硎疽鈭D。

圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的交叉型拓?fù)湓硎疽鈭D。

圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的流程圖。

圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的原理示意圖。

圖10為發(fā)明第三實(shí)施例提供的在3號(hào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行物理層編碼的路由結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為發(fā)明第四實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置的功能模塊示意圖。

圖12為發(fā)明第五實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置的功能模塊示意圖。

圖標(biāo)：101-存儲(chǔ)器；102-存儲(chǔ)控制器；103-處理器；104-外設(shè)接口；105-輸入輸出單元；106-顯示單元；100-物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置；110-接收模式切換模塊；120-發(fā)送模式切換模塊；130-模式調(diào)整應(yīng)答接收模塊；140-數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；200-物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置；210-請(qǐng)求模塊；220-請(qǐng)求應(yīng)答接收模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時(shí)，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

如圖1所示，是所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由設(shè)備的方框示意圖。所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由設(shè)備包括物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置、存儲(chǔ)器101、存儲(chǔ)控制器102、處理器103、外設(shè)接口104、輸入輸出單元105、顯示單元106。

所述存儲(chǔ)器101、存儲(chǔ)控制器102、處理器103、外設(shè)接口104、輸入輸出單元105、顯示單元106各元件相互之間直接或間接地電性連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸或交互。例如，這些元件相互之間可通過(guò)一條或多條通訊總線或信號(hào)線實(shí)現(xiàn)電性連接。所述XXX系統(tǒng)/裝置包括至少一個(gè)可以軟件或固件(firmware)的形式存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器101中或固化在所述XXX終端設(shè)備的操作系統(tǒng)(operating system，OS)中的軟件功能模塊。所述處理器103用于執(zhí)行存儲(chǔ)器101中存儲(chǔ)的可執(zhí)行模塊，例如所述XXX系統(tǒng)/裝置包括的軟件功能模塊或計(jì)算機(jī)程序。

其中，存儲(chǔ)器101可以是，但不限于，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，RAM)，只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory，ROM)，可編程只讀存儲(chǔ)器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只讀存儲(chǔ)器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，電可擦除只讀存儲(chǔ)器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存儲(chǔ)器101用于存儲(chǔ)程序，所述處理器103在接收到執(zhí)行指令后，執(zhí)行所述程序，前述本發(fā)明實(shí)施例任一實(shí)施例揭示的流過(guò)程定義的服務(wù)器所執(zhí)行的方法可以應(yīng)用于處理器103中，或者由處理器103實(shí)現(xiàn)。

處理器103可能是一種集成電路芯片，具有信號(hào)的處理能力。上述的處理器103可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡(jiǎn)稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，簡(jiǎn)稱NP)等；還可以是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門(mén)陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門(mén)或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實(shí)現(xiàn)或者執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例中的公開(kāi)的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器103也可以是任何常規(guī)的處理器103等。

所述外設(shè)接口104將各種輸入/輸入裝置耦合至處理器103以及存儲(chǔ)器101。在一些實(shí)施例中，外設(shè)接口104，處理器103以及存儲(chǔ)控制器102可以在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)。在其他一些實(shí)例中，他們可以分別由獨(dú)立的芯片實(shí)現(xiàn)。

輸入輸出單元105用于提供給用戶輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)用戶與所述服務(wù)器(或本地終端)的交互。所述輸入輸出單元105可以是，但不限于，鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等。

顯示單元106在所述服務(wù)器(或本地終端)與用戶之間提供一個(gè)交互界面(例如用戶操作界面)或用于顯示圖像數(shù)據(jù)給用戶參考。在本實(shí)施例中，所述顯示單元106可以是液晶顯示器或觸控顯示器。若為觸控顯示器，其可為支持單點(diǎn)和多點(diǎn)觸控操作的電容式觸控屏或電阻式觸控屏等。支持單點(diǎn)和多點(diǎn)觸控操作是指觸控顯示器能感應(yīng)到來(lái)自該觸控顯示器上一個(gè)或多個(gè)位置處同時(shí)產(chǎn)生的觸控操作，并將該感應(yīng)到的觸控操作交由處理器103進(jìn)行計(jì)算和處理。

第一實(shí)施例

請(qǐng)參閱圖2，是本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的應(yīng)用于圖2所示的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由設(shè)備的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由設(shè)備方法的流程圖。下面將對(duì)圖2所示的具體流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

步驟S11，源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文。

在該步驟S11中，源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文(Receive Mode Switch Request，RMSREQ)，以使該編碼節(jié)點(diǎn)將接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式，其中源節(jié)點(diǎn)為信息或數(shù)據(jù)發(fā)送的節(jié)點(diǎn)。路由路徑是指從源節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的路徑。具體的，源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上指定的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)(即編碼節(jié)點(diǎn))，創(chuàng)建一個(gè)RMSREQ。RMSREQ報(bào)文保存有編碼節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)(Identification，ID)，并沿著確定好的路由路徑傳送到編碼節(jié)點(diǎn)。

其中，編碼節(jié)點(diǎn)的可由具有網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)確定(網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì)也即物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的機(jī)會(huì))，即需找具有網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)的節(jié)點(diǎn)。編碼節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可以有一個(gè)或者多個(gè)。

編碼節(jié)點(diǎn)在收到RMSREQ報(bào)文后，網(wǎng)絡(luò)層和媒體介入控制層(Media Access Control，MAC)進(jìn)行跨層交互，將其接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式，即允許接收多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送而產(chǎn)生的疊加信號(hào)，并將該疊加信號(hào)存儲(chǔ)并無(wú)線發(fā)送出去。

步驟S12，所述源節(jié)點(diǎn)向所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文。

在該步驟S12中，源節(jié)點(diǎn)向所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文(Send Mode Switch Request，SMSREQ)，以使該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式。具體的，源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上指定的參與編碼的編碼節(jié)點(diǎn)的每個(gè)數(shù)據(jù)流中編碼節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建一個(gè)SMSREQ。每個(gè)SMSREQ報(bào)文中保存有對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)流中編碼節(jié)點(diǎn)上一跳節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)。SMSREQ將沿著路由路徑以及路由表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)。

參與編碼數(shù)據(jù)流中編碼節(jié)點(diǎn)上一跳節(jié)點(diǎn)收到SMSREQ報(bào)文，網(wǎng)絡(luò)層和MAC(Media Access Control)層進(jìn)行跨層交互，將其工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式，即允許節(jié)點(diǎn)不經(jīng)信道監(jiān)聽(tīng)直接向無(wú)線信道發(fā)送數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，由步奏S11和步驟S12共同實(shí)現(xiàn)多條范圍內(nèi)物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的目的。

請(qǐng)參閱圖3，該圖示出了跨層交互的原理。其中包括了能夠?qū)娱g交互的應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層(路由層)、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。跨層交互時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)層發(fā)現(xiàn)具有網(wǎng)絡(luò)物理層編碼機(jī)會(huì)的編碼節(jié)點(diǎn)。然后對(duì)該節(jié)點(diǎn)，以及在該節(jié)點(diǎn)參與數(shù)據(jù)流編碼的上一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工作模式的切換，即將編碼節(jié)點(diǎn)工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式，將在該節(jié)點(diǎn)參與數(shù)據(jù)流編碼的上一跳節(jié)點(diǎn)的工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式。最后實(shí)現(xiàn)在物理層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的目的。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，該圖為1號(hào)節(jié)點(diǎn)和3號(hào)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送P1和P2數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)中間2號(hào)節(jié)點(diǎn)時(shí)2號(hào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的方式對(duì)比圖。分別有(A)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，不允許同時(shí)接收和轉(zhuǎn)發(fā)，該方式需要經(jīng)歷時(shí)隙1、時(shí)隙2、時(shí)隙3和時(shí)隙4；(B)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼方式，不允許同時(shí)接收，該方式需要經(jīng)歷時(shí)隙1、時(shí)隙2和時(shí)隙3；(C)物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方式，允許同時(shí)接收和轉(zhuǎn)發(fā)，該方式只需要經(jīng)歷時(shí)隙1和時(shí)隙2，且傳輸次數(shù)最少。由此可以看出進(jìn)行物理層網(wǎng)絡(luò)層編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)是最節(jié)省時(shí)間，步驟最少的。在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中就可以有效的的節(jié)約傳感網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn)的電量消耗。

步驟S13，所述源節(jié)點(diǎn)接收所述路由路徑上返回的第一應(yīng)答報(bào)文和第二應(yīng)答報(bào)文。

該步驟S13中，第一應(yīng)答報(bào)文為所述源節(jié)點(diǎn)接收所述路由路徑上的每個(gè)所述設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式的編碼節(jié)點(diǎn)返回的第一應(yīng)答報(bào)文，即該物理層網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)返回接收模式切換確認(rèn)報(bào)文(Receive Mode Switch ACKnowledgement，RMS-ACK)；第二應(yīng)答報(bào)文為每個(gè)所述設(shè)置為直接發(fā)送模式的編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)返回的第二應(yīng)答報(bào)文，即編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)返回發(fā)送模式切換確認(rèn)報(bào)文(Send Mode Switch ACKnowledgement，SMS-ACK)。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)接收到兩個(gè)確認(rèn)報(bào)文(第一應(yīng)答報(bào)文和第二應(yīng)答報(bào)文)之后可確定編碼節(jié)點(diǎn)和在該編碼節(jié)點(diǎn)參與數(shù)據(jù)流編碼的對(duì)應(yīng)的上一跳節(jié)點(diǎn)的工作模式都已設(shè)置就緒。

步驟S14，所述源節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

步驟S14中，源節(jié)點(diǎn)在接受到第一應(yīng)答報(bào)文和第二應(yīng)答報(bào)文之后，開(kāi)始向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。所發(fā)送的數(shù)據(jù)沿路由路徑并經(jīng)過(guò)各個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))進(jìn)行物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，最后到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

需要說(shuō)明的是步驟S11和步驟S12的先后順序不作限制。

第二實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D5，該圖示出了本實(shí)施例的提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的方法流程圖。與第一實(shí)施例不同的是，在本實(shí)施例中步驟S11之前還包括：

步驟S101a，所述源節(jié)點(diǎn)通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶有目的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)的請(qǐng)求報(bào)文。

在該步驟S101a中，所述的帶有目的節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)的請(qǐng)求報(bào)文，可以由源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)出多個(gè)；或者有源節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)，然后通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)對(duì)請(qǐng)求報(bào)文的復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)，最后由不同的路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，即目的節(jié)點(diǎn)在一段閾值時(shí)間內(nèi)接收到多個(gè)請(qǐng)求報(bào)文，超過(guò)閾值時(shí)間到達(dá)的請(qǐng)求報(bào)文都將被遺棄，以此保證能夠選出最佳的數(shù)據(jù)傳輸路徑。而目的節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)請(qǐng)求報(bào)文在經(jīng)過(guò)其采集路徑時(shí)，所經(jīng)過(guò)的中間節(jié)點(diǎn)信息都將存儲(chǔ)至對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求報(bào)文中，若網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)如果不是目的節(jié)點(diǎn)，在收到請(qǐng)求報(bào)文后將轉(zhuǎn)發(fā)出去。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的節(jié)點(diǎn)之后，目的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)信息也將存儲(chǔ)至該請(qǐng)求報(bào)文中。

所述的中間節(jié)點(diǎn)信息包括：所述請(qǐng)求報(bào)文從上跳節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)之間無(wú)線鏈路的期望傳輸值(Expected Transmission Count，ETX)，中間節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)和中間節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)。目的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)信息包括：所述目的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)、目的節(jié)點(diǎn)的上跳節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的鏈路的期望傳輸值(Expected Transmission Count，ETX)。

步驟S102a，所述源節(jié)點(diǎn)接收所述目的節(jié)點(diǎn)生成的并按對(duì)應(yīng)的所述采集路徑返回的多個(gè)第三應(yīng)答報(bào)文。

在該步驟S102a中，目的節(jié)點(diǎn)在閾值時(shí)間內(nèi)接收到的源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的請(qǐng)求報(bào)文后，將創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的第三應(yīng)答報(bào)文。目的節(jié)點(diǎn)將請(qǐng)求報(bào)文存儲(chǔ)的中間節(jié)點(diǎn)信息以及目的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)信息復(fù)制到路由應(yīng)答報(bào)文中。每個(gè)第三應(yīng)答報(bào)文按照對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求報(bào)文的采集路徑，并沿著相反方向，向路由源節(jié)點(diǎn)返回，所述源節(jié)點(diǎn)接收該目的節(jié)點(diǎn)返回的第三應(yīng)答報(bào)文。

在第三應(yīng)答報(bào)文返回的過(guò)程中，每到達(dá)一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，該中間節(jié)點(diǎn)將依據(jù)基本網(wǎng)絡(luò)編碼拓?fù)?，判斷該路由與流經(jīng)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的其他數(shù)據(jù)流是否存在網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)。

如圖6所示，為鏈型拓?fù)?，其中?jié)點(diǎn)1經(jīng)過(guò)多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)向節(jié)點(diǎn)n傳輸數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)n經(jīng)過(guò)多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)向節(jié)點(diǎn)1傳輸數(shù)據(jù)，在C1節(jié)點(diǎn)相遇進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼。如圖7所示，為交叉型拓?fù)?，m1節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)向mf節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，n1節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)向nf節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，在C2節(jié)點(diǎn)處可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼。

如果不存在編碼機(jī)會(huì)，則第三應(yīng)答報(bào)文被轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳節(jié)點(diǎn)。如果存在編碼機(jī)會(huì)，將第三應(yīng)答報(bào)文對(duì)應(yīng)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行標(biāo)記，以表示其存在編碼機(jī)會(huì)，并將該存在編碼機(jī)會(huì)的中間節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)、需要監(jiān)聽(tīng)的節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)和路由中當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的上跳節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)ID添加到第三應(yīng)答報(bào)文中相應(yīng)的字段內(nèi)。

第三實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D8，該圖為本實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的流程圖。在本實(shí)施例中提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例不同的是，在步驟S11之前還包括：

步驟S101b，根據(jù)鏈路的期望傳輸值，修改部分鏈路的期望傳輸值。

在該步驟S101b中，所述源節(jié)點(diǎn)根據(jù)各個(gè)所述采集路徑上所述請(qǐng)求報(bào)文從上跳節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)之間無(wú)線鏈路的期望傳輸值和對(duì)應(yīng)的所述目的節(jié)點(diǎn)的上跳節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的鏈路的期望傳輸值，將所述采集路徑上編碼節(jié)點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)的鏈路的期望傳輸值記為0，以編碼節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的鏈路的期望傳輸值記為1，其他鏈路的期望傳輸值不變。需要說(shuō)明的是，存儲(chǔ)在請(qǐng)求報(bào)文中的無(wú)線鏈路的期望傳輸值在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)被復(fù)制到第三應(yīng)答報(bào)文，并返回給源節(jié)點(diǎn)，由源節(jié)點(diǎn)獲取到。

步驟S102b，所述源節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述鏈路的期望傳輸值獲取路徑上各條鏈路的期望傳輸值的和，將所述期望傳輸值的和作為路徑開(kāi)銷。

步驟S103b，將路徑的開(kāi)銷最小的路徑作為路由路徑。

該步驟S103b中，路徑開(kāi)銷最小時(shí)，可以使由源節(jié)點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù)和到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)的代價(jià)最小。使整個(gè)路由過(guò)程更加的節(jié)能，以延長(zhǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。同時(shí)，源節(jié)點(diǎn)還獲取從開(kāi)銷最小的路徑上返回的所述第三應(yīng)答報(bào)文記錄的編碼節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)、編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)和需要監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)。以此，可準(zhǔn)確的定位需要進(jìn)行工作模式設(shè)定的中間節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行工作模式的設(shè)置。

為了讀者能夠更好的理解本方案。請(qǐng)參照?qǐng)D9，該圖是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的原理示意圖。首先由源節(jié)點(diǎn)處發(fā)出路由請(qǐng)求(即上述的帶有目的節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求報(bào)文)，同時(shí)由路由請(qǐng)求進(jìn)行路徑發(fā)現(xiàn)，并保存路徑信息。

然后在目的節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求之后，目的節(jié)點(diǎn)對(duì)相應(yīng)的請(qǐng)求報(bào)文做出反向的路由應(yīng)答，在路由應(yīng)答的過(guò)程中確定網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)，以此確定物理層網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)，并同時(shí)記錄在該節(jié)點(diǎn)參與編碼數(shù)據(jù)流的上跳節(jié)點(diǎn)。在源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路徑代價(jià)(路徑開(kāi)銷)的計(jì)算，并選擇代價(jià)最小的路徑，然后根據(jù)跨層協(xié)作機(jī)制對(duì)路徑代價(jià)最小的路徑上的編碼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工作模式設(shè)置，設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)的模式；對(duì)在編碼節(jié)點(diǎn)參與編碼數(shù)據(jù)流的上跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工作模式設(shè)定，設(shè)置為允許不監(jiān)測(cè)信道直接發(fā)送數(shù)據(jù)的模式。最后完成在編碼節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層編碼，達(dá)到節(jié)能路由的目的。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種實(shí)施方式，請(qǐng)參照?qǐng)D10，本圖中有編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、8、9的九個(gè)節(jié)點(diǎn)(下面以對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4、節(jié)點(diǎn)5、節(jié)點(diǎn)6、節(jié)點(diǎn)7、節(jié)點(diǎn)8和節(jié)點(diǎn)9)，該網(wǎng)絡(luò)中在初始階段存在一個(gè)流經(jīng)編號(hào)為1、2、3、4、5的五個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流1。此時(shí)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)6(源節(jié)點(diǎn))有向節(jié)點(diǎn)9(目的節(jié)點(diǎn))發(fā)送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，節(jié)點(diǎn)6向節(jié)點(diǎn)9發(fā)送帶有節(jié)點(diǎn)9標(biāo)識(shí)號(hào)的請(qǐng)求報(bào)文探尋路由。

最終節(jié)點(diǎn)6收到節(jié)點(diǎn)9返回的多個(gè)第三應(yīng)答報(bào)文，但經(jīng)過(guò)路徑開(kāi)銷的結(jié)算，選擇開(kāi)銷最小的路徑6、7、3、8、9作為最終路由，形成數(shù)據(jù)流2。依據(jù)基本網(wǎng)絡(luò)編碼拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流1和數(shù)據(jù)流2構(gòu)成了交叉性編碼拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而在節(jié)點(diǎn)3存在網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，也即在節(jié)點(diǎn)3存在物理層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)7需要進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，數(shù)據(jù)流1和數(shù)據(jù)流2的編碼節(jié)點(diǎn)的上跳節(jié)點(diǎn)分別為節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)7，這些信息保存在節(jié)點(diǎn)6收到的第三應(yīng)答報(bào)文中。

節(jié)點(diǎn)6創(chuàng)建1個(gè)接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文RMSREQ，其目的節(jié)點(diǎn)為3。

節(jié)點(diǎn)3收到RMSREQ報(bào)文后，依據(jù)圖3給出的跨層機(jī)制，將其接收工作模式進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置為允許接收多節(jié)點(diǎn)發(fā)送的沖突疊加信號(hào)。完成接收工作模式設(shè)定后，節(jié)點(diǎn)3返回RMS-ACK報(bào)文給節(jié)點(diǎn)6。

節(jié)點(diǎn)6創(chuàng)建2個(gè)發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文SMSREQ，其目的節(jié)點(diǎn)分別為2和7。

節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)7收到SMSREQ報(bào)文后，根據(jù)圖3給出的跨層機(jī)制，將其發(fā)送工作模式進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置為允許不經(jīng)載波沖突監(jiān)測(cè)，直接將信息發(fā)送出去。完成發(fā)送工作模式設(shè)定后，節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)7返回SMS-ACK報(bào)文給節(jié)點(diǎn)6。

節(jié)點(diǎn)6在收到節(jié)點(diǎn)3返回的RMS-ACK報(bào)文，節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)7返回的SMS-ACK報(bào)文后，將路徑6、7、3、8、9作為路由，更新路由表，開(kāi)始節(jié)點(diǎn)9發(fā)送數(shù)據(jù)。最終在節(jié)點(diǎn)9接收到經(jīng)過(guò)編碼的數(shù)據(jù)流，并通過(guò)監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行解碼，獲得節(jié)點(diǎn)6發(fā)送的信號(hào)。

至此，節(jié)點(diǎn)6建立了到節(jié)點(diǎn)9的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼感知路由，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼感知，發(fā)現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)3存在網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼，并在節(jié)點(diǎn)3處實(shí)施物理層網(wǎng)絡(luò)編碼。

如果不在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)施網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)3將無(wú)法發(fā)現(xiàn)物理層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)。因此，物理層網(wǎng)絡(luò)編碼感知的無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)能路由，將網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)感知和物理層網(wǎng)絡(luò)編碼相結(jié)合，可以發(fā)現(xiàn)多跳范圍內(nèi)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)，增加物理層網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)、減少數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)，減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙、節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。

第四實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D11，本實(shí)施中提供一種應(yīng)用上述實(shí)施例的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置100。圖11示出了該物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置100的功能模塊示意圖。所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置100包括：

接收模式切換模塊110，用于源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)將接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式。

發(fā)送模式切換模塊120，用于所述源節(jié)點(diǎn)向所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以使該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送工作模式設(shè)置為直接發(fā)送模式。

模式調(diào)整應(yīng)答接收模塊130，用于接收所述源節(jié)點(diǎn)接收所述路由路徑上的每個(gè)所述設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式的編碼節(jié)點(diǎn)返回的第一應(yīng)答報(bào)文和每個(gè)所述設(shè)置為直接發(fā)送模式的編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)返回的第二應(yīng)答報(bào)文。

數(shù)據(jù)發(fā)送模塊140，用于所述源節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述路由路徑上的每個(gè)所述編碼節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

第五實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D12，與實(shí)施例4不同的是，本實(shí)施例中提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由裝置200，還包括：

請(qǐng)求模塊210，用于所述源節(jié)點(diǎn)通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶有目的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)的請(qǐng)求報(bào)文，以使目的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)信息以及每個(gè)采集路徑上的所有中間節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)至對(duì)應(yīng)的所述請(qǐng)求報(bào)文中；

請(qǐng)求應(yīng)答接收模塊220，用于所述源節(jié)點(diǎn)接收所述目的節(jié)點(diǎn)的根據(jù)多個(gè)所述請(qǐng)求報(bào)文中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)采集路徑上的所有中間節(jié)點(diǎn)信息以及所述目的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)信息生成的并按對(duì)應(yīng)的所述采集路徑返回的多個(gè)第三應(yīng)答報(bào)文。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼路由方法及裝置，該方法通過(guò)源節(jié)點(diǎn)向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收模式切換的報(bào)文，以將變編碼節(jié)點(diǎn)的接收工作模式設(shè)置為允許接收疊加信號(hào)模式。這樣編碼節(jié)點(diǎn)就可以同時(shí)的接收多個(gè)信號(hào)；同時(shí)該編碼節(jié)點(diǎn)在改變接收模式之后向源節(jié)點(diǎn)返回第一應(yīng)答報(bào)文。源節(jié)點(diǎn)還向路由路徑上的每個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)(參與編碼的上跳節(jié)點(diǎn))發(fā)送發(fā)送模式切換請(qǐng)求報(bào)文，以將編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)的發(fā)送模式改為直接發(fā)送模式，即允許節(jié)點(diǎn)不經(jīng)信道監(jiān)聽(tīng)直接向無(wú)線信道發(fā)送數(shù)據(jù)；同時(shí)該編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)參與編碼的數(shù)據(jù)流的上一跳節(jié)點(diǎn)在將發(fā)送模式改變之后，生成并向源節(jié)點(diǎn)返回第二應(yīng)答報(bào)文。在源節(jié)點(diǎn)接收到第一應(yīng)答報(bào)文和第二應(yīng)答報(bào)文的時(shí)候，就表明編碼節(jié)點(diǎn)和該編碼節(jié)點(diǎn)的上一條節(jié)點(diǎn)的工作模式都設(shè)置完畢。源節(jié)點(diǎn)通過(guò)路由路徑向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，在通過(guò)編碼節(jié)點(diǎn)的時(shí)候就可以將多條路徑上的數(shù)據(jù)進(jìn)行物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，最終通過(guò)各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(包括編碼節(jié)點(diǎn))將信息發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)?？梢允褂迷摲椒▽⒃撀酚陕窂缴系母魈幘幋a節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行物理層的網(wǎng)絡(luò)編碼操作，即實(shí)現(xiàn)了多跳范圍內(nèi)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼。而物理層編碼是允許同時(shí)接收數(shù)據(jù)和同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，節(jié)省了數(shù)據(jù)的傳輸次數(shù)和時(shí)隙，最后達(dá)到節(jié)能路由的目的，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個(gè)獨(dú)立的部分，也可以是各個(gè)模塊單獨(dú)存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上模塊集成形成一個(gè)獨(dú)立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。