[发明专利]一种提升实时数据流中无线机会网络编码增益的延迟机制

说明书

本发明公开了一种提升实时数据流中无线机会网络编码增益的延迟机制，它包括以下步骤：对于最大可取得编码度为M的单一编码组G^M,当可取得的编码度小于M时，延迟机制将表明待参与编码的数据包是否在当前时刻被发送，如果不发送，延迟机制将延迟这些数据包的传输并等待即将到来的编码机会，然后，基于虚队列的状态，将这个逐步调整编码度的问题归结为一个马尔科夫决策过程，该模型包括了决策阶段数N、状态集合S、决策集合A、直接回报转移概率和优化目标，通过求解获得最优解及其对应的最优决策，多个编码组共存时，优先选择具有最大权重的网络编码组予以调度发送。

技术领域

本发明涉及一种提升实时数据流中无线机会网络编码增益的延 迟机制，属于通信网络领域。

背景技术

机会网络编码作为一项有前景的技术,其应用可以显著提高无线 网络吞吐率、延时、能量效率等性能，在其应用中，由于机会网络编 码采用的是完全机会性的策略将多个数据包编码在一起，并无延迟意 识地将编码后的数据包发送出去，因此，实际无线网络中机会网络编 码的性能极大地受编码度(即可编码在一起的数据包的数目)的影响， 为了提高编码包的平均编码度，编码节点主动性地延迟数据包的发送 来累积更多的编码机会，是一个可行的选择，所以本发明研究的对象 是机会网络编码应用中的主动性延迟机制。

虽然现有机会网络编码机制的应用都默认采用完全机会性的策 略来调度编码包的发送，即一旦编码节点有数据包需要发送，会将发 送队列的队首数据包出队列，同时依据基于下一跳的编码规则检查所 有虚队列队首的数据包，找出可以与该队首数据包编码在一起的数据 包集合，通过异或操作编码，并无延迟地将编码后的数据包发送出去； 若没有编码机会时，编码节点则将原始数据包直接发送，不做任何迟 滞发送的操作，然而,由于不同编码流间速率的不对称和不匹配以及 随机性地介质访问方法，可能导致较少的数据包可以编码在一起，甚 至远低于典型的编码结构所能允许的最大编码度，从而降低了网络编 码的吞吐率性能增益，在给定网络路由和单播流模式的情况下，为了 增加编码机会，提高编码包的平均编码度，编码节点主动性地延迟数 据包的发送，从而累积更多的编码机会，是一个可行的选择，然而， 这种策略带来的一种负面影响是，会增加数据包的平均投递延迟，降 低服务质量，对延迟敏感应用，如流媒体业务等，都会带来不利影响， 因此，在主动性延迟机制中比较重要的一点,就是确定编码包可以取 得的编码度，从而使得编码包中参与编码的每一个数据包均能满足其 延迟限制的要求，另外，对于具有不同延迟限制的多条数据流，我们 需要考虑到调度策略会对来自于这些数据流的数据包传输产生较大 影响，进而影响到用户的服务质量(QoS)，随着无线机会网络编码在 具有不同延迟限制的实时流媒体业务中应用的深入，研究一种高效的、 改善机会性网络编码网络吞吐率增益的主动性延迟机制显得尤为重 要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种提升实时数据流中无 线机会网络编码增益的延迟机制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提升实时数据流中无线机会网络编码增益的延迟机制，其特 征在于它包括以下步骤：

(1)对于最大可取得编码度为G^M的单一编码组,当可取得的编 码度小于M时，延迟策略将表明待参与编码的数据包是否在当前时刻 被发送，如果不发送，延迟策略将延迟这些数据包的传输一个时隙、 并等待即将到来的编码机会。

(2)在机会网络编码中,编码节点将非空虚队列中的队首数据 包编码在一起，r_c(p)表示数据包p当前在其延迟时间限制前还剩下的 时隙数，t_T(p)表示如果包p被调度发送并被投递到包p的目的节点所 需要的延迟要求，留给延迟策略剩余的时隙数ω(p)由下式计算得到，