[发明专利]基于交织和随机线性网络编码的可靠数据传输方法

说明书

本发明属于无线网络编码领域，具体涉及一种基于交织和随机线性网络编码的可靠数据传输方法，该方法面向高延迟和高丢失特性的无线传输环境，借助交织技术和随机线性网络编码，以一定的传输延迟和发送端与接收端缓存容量为代价，通过降低不必要的传输冗余，提升信道吞吐量。

技术领域

本发明属于无线链路可靠数据传输技术领域，具体涉及一种基于交织和随机线性网络编码的可靠数据传输方法。该方法主要是借助交织技术和随机线性网络编码，以一定的传输延迟和缓存容量为代价，提升信道吞吐量。

背景技术

近年来，网络编码作为一种新型的编码技术，已经成为提升网络吞吐量和传输可靠性的一种重要技术，得到了学术界和工业界的广泛关注，取得了快速的发展。在MORE方法[1]中，分组采用成batch方式发送，其中信源节点持续向网络中注入该batch所有分组随机线性编码方式生成的新分组，只要信宿收到足够的线性无关的分组，就可以成功解出该batch的所有分组，这时信宿可以向信源发送一个确认，以确认该batch分组的成功接收。MORE方法的问题在于由于信源和信宿之间存在一定的路径延迟和路径丢失，导致网络中会存在一定的不必要冗余分组，浪费了网络资源，降低了网络吞吐量。

本发明中的方法将采用交织方式，把不同的batch发送交织起来，以一定的传输延迟和缓存容量为代价，降低网络中的不必要冗余，以提升网络吞吐量。

[1] S. Chachulski, M. Jennings, S. Katti, D. Katabi, “TradingStructure for Randomness in Wireless Opportunistic Routing,” Proc. ACM SIGCOMM’07, pp. 169-180, Oct. 2007.

发明内容

本发明涉及一种基于交织和随机线性网络编码的可靠数据传输方法（除非特殊声明，以下简称“该方法”或“本方法”），收发节点通过具有高延迟和高丢失特性的无线链路或路径连接，本方法通过基于交织和随机线性网络编码的可靠数据传输，提升无线链路吞吐量，主要组成部分包括：结合交织方式的发送方分组存储和编码、单个batch分组发送、单个batch分组接收、多batch分组发送和接收。

该方法面向的应用场景和网络环境如下：无线收发节点之间链路或由多个无线节点组成的无线路径具有高延迟和丢失特性，前者如卫星和地面站之间的无线传输链路，后者如多个短距离无线通信方式（如WiFi）组成的多跳路径。

下面将一一说明本发明涉及的各个组成部分，包括：结合交织方式的发送方分组存储和编码、单个batch分组发送、单个batch分组接收、多batch分组发送和接收。

1)结合交织方式的发送方分组存储和编码

发送节点采用如下方式对待发分组编排、存储后，进行编码：

发送节点每次向内存读入mn个分组准备发送，其中，每行n个，共m行，分组编号记为：1, 2, 3, …, mn，这mn个分组记做一个数据块；

发送时，按列读出，即，分组x, x+n, x+2n, …, x+(m-1)n作为一组，也称一个batch，x是1到n之间的整数，因此，每个batch包括m个原始数据分组；

不同batch的分组独立发送，对于每个batch分组的发送来说，每次发送的分组，其为该batch分组的随机线性编码组合。

图1是发送方分组的交织和发送方式。

2)单个batch分组发送