[发明专利]使用网络编码的无线AD HOC网络系统

说明书

一种操作无线ad hoc网络的方法，包括以对应于第一源装置(S₁)的第一线性网络码(901)和对应于第二源装置(S₂)的第二线性网络码(902)配置中间装置(u)。所述中间装置(u)处于从所述第一源装置(S₁)和所述第二源装置(S₂)至多个目的地装置(T₁‑T₆)的通信路径上。所述中间装置(u)从所述第一源装置(S₁)或者从所述第二源装置(S₂)接收分组数据，并且确定是否将所述第一线性网络码(901)或者所述第二线性网络码(902)应用于所述分组数据。所述中间装置(u)使用所述第一线性网络码(901)或者所述第二线性网络码(902)生成出站分组数据，并且将所述分组数据发送至所述多个目的地装置(T₁‑T₆)中的至少一个目的地装置。

技术领域

本公开大体上涉及诸如无线ad hoc网络或无线网状网络等装置对装置通信网络，并且更明确地说，涉及向此类无线网络应用网络编码。

背景技术

针对形成诸如无线ad hoc网络或无线网状网络等装置对装置通信网络存在各种使用案例。例如，一组公共安全人员(警察、消防员等)可形成装置对装置通信群组，其中装置在地理上分散而使得不能够在任何任意选取的装置集合之间形成直接通信链路。换句话说，装置可能在彼此的无线电覆盖范围之外。通过使用ad hoc联网或网状联网方法，可通过网络中的中间节点将数据从源装置(即，源节点)转发到一个或多个目的地装置(即，目的地节点)。在许多情况下，执行此类数据转发操作的中间节点也可为目的地节点，并且这进一步改善网络效率。然而，通过中间节点转发数据还暗示着一些网络链路可能成为瓶颈。一些网状联网方法可涉及使用在网状网络中运行的复杂路由算法，但这种方法需要维护并交换路由表而且不会完全减轻瓶颈网络链路的问题。

网络编码是用于在从一个节点向多个节点传输数据时(即，在多播传输中)通过网状网络路由分组的另选方式。网络中的分组路由包含路由器在入站连接上接收分组，决定哪些出站链路继续转发那些分组，并且转发分组。相比之下，对于网络编码，中间节点取代路由器，并且“混合”入站分组。这允许中间节点传输较少混合分组而不是许多原始分组。目的地节点接收混合分组并且解码原始分组。混合包含计算传入分组的组合。为了便于计算，使用线性组合。

图1示出用于网络编码的已知方法，如Rudolf Ahlswede、Ning Cai、Shuo-Yen、Robert Li和Raymond W.Yeung的“Network Information Flow”(IEEE Trans.Inf.Theory，第46卷，第4期(2000年7月))[下文称为“Ahlswede等人”]所论述。在图1中，网状网络由具有七个节点的图100表示，其中图100的每条边表示通信链路。每条边或通信链路操作以在给定时隙中传输一个分组。网状网络的目标是通过中间节点将一组分组从第一节点(节点1)传递到第六节点和第七节点(节点6和节点7)。

倘若节点1具有两个出站边并且两条边均可通往两个目的地节点6和节点7，则有可能在这两个边上传输不同分组。图1中的(a)示出在两个边1→2和1→3上传输分组P1和P2。分组P1可因此分别经由边2→6和3→7传输到节点6和节点7。节点4接收分组P1和分组P2两者。然而，在一个时隙中在边4→5上仅可传输一个分组。这意味着边4→5是网状网络中的瓶颈通信链路。

将图1中的(a)所示的网络视为用于将分组从节点1传送到节点6和节点7的管线，在第一时隙中，节点6可经由边2→6接收分组P1并且经由边5→6接收分组P2。然而，节点7当时在第一时隙中仅可经由边3→7接收一个分组P2。在第二时隙中，节点6将仅经由边2→6接收一个分组P1，而节点7将经由边3→7接收分组P2且经由边5→7接收分组P1。换句话说，归因于在每个时隙仅可传输一个分组的边4→5处所创建的瓶颈，在每个时隙中在节点6和节点7两者处仅可平均接收1.5个分组。