[发明专利]一种基于网络编码的双向无线中继传输方法

权利要求书

1.一种基于网络编码的双向无线中继传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、初始化，在双向中继传输网络中，将由一个终端节点到另一个端节点之间的中继节点，依次编号为1,2,3,…,n，两个终端节点的编号分别为0和n+1，使得，对于任意整数i∈[0,n]来说，节点i和i+1均互为双向中继传输网络的邻居节点；

为节点i∈[1,n]配置一个中继接收缓存区，所述接收缓存区用于暂存该节点从邻居节点成功接收到的多个数据包，以及执行异或操作所生成的待发送数据包；

为节点0和节点n+1分别同时配置一个终端接收缓存区和一个终端编码缓存区，所述终端接收缓存区用于暂存终端节点所生成的或接收到的多个数据包，所述终端编码缓存区用于暂存终端节点执行异或操作所生成的一个待发送数据包；其中，所述终端编码缓冲区的初始状态为空；

S2、从时隙0开始，双向中继传输网络的每个节点按照如下规则对节点0和节点n+1所发送的数据包进行中继传输：

发送规则：

每个节点i∈[0,n+1]只能在时隙3t+(i modulo 3)内向其邻居节点发送数据包，其中t为非负整数；

当节点i∈[1,n]获得发送机会时，判断其中继接收缓存区是否非空，若是，则将其中继接收缓存区所暂存的第1个数据包同时广播给节点i-1和i+1，否则，保持沉默；

当节点0获得发送机会时，判断其终端编码缓存区是否非空，若是，则向节点1发送其终端编码缓存区所暂存的数据包；若否，判断其终端接收缓存区是否非空，若是，则向节点1发送其终端接收缓存区所暂存的第1个数据包，否则，保持沉默；

当节点n+1获得发送机会时，判断其终端编码缓存区是否非空，若是，则向节点n发送其终端编码缓存区所暂存的数据包；若否，判断其终端接收缓存区是否非空，若是，则向节点n发送其终端接收缓存区所暂存的第1个数据包，否则，保持沉默；

接收规则：

当节点i∈[0,n+1]成功接收到一个以它为目的节点的数据包时，判断它是否处于数据包重复发送过程中或者数据包重复接收过程中，若是，则执行重复发送规则或重复接收规则，若否，判断其接收缓存区是否为空，若是，直接用该数据包更新接收缓存区；若否，则将该数据包与其接收缓存区暂存或终端接收缓存区的第1个数据包进行异或；此时，中继节点会用异或结果直接更新它的接收缓存区，终端节点会继续执行：

判断异或结果是否为全为0的数据包，若是，不做处理；若否，则将异或结果送往上层协议执行数据接收操作；

将终端接收缓存区暂存的第1个数据包弹出，并将后序数据包依次上升一位，判断弹出数据包后的终端接收缓存区是否为空，若是，直接用该异或结果更新编码缓存区；若否，将异或结果与弹出操作后的终端接收缓存区暂存的第1个数据包再次进行异或，并用最终的异或结果更新的终端编码缓存区；

所述重复发送规则为：

如果节点i在时隙3t+(imodulo 3)内未能成功发送数据包给它的至少一个邻居节点，则节点i会在时隙3(t+1)+(imodulo 3),3(t+2)+(imodulo 3),…内继续向上述邻居节点重传同一数据包，直到该数据包被上述邻居节点正确接收为止；

从时隙3t+(imodulo 3)+1到节点i成功发送该数据包给上述邻居节点为止的时间段内，节点i会把它从其它邻居节点所成功接收到的数据包存储到接收缓存区已暂存数据包之后，但不会将该数据包与接收缓存区已暂存的数据包进行异或；

在成功发送该数据包之后，节点i将接收缓存区暂存的两个数据包进行异或，将异或结果直接更新为接收缓存区的第1个数据包，并删除接收缓存区暂存的第2个数据包；

所述重复接收规则为：

如果节点i在时隙3t+(imodulo 3)内成功发送了一个数据包给相邻节点，但在时隙3t+(i modulo 3)+2或者3t+(i modulo 3)+1内未能成功接收到相邻节点发送给它的数据包，则节点i会在时隙3(t+1)+(i modulo 3)+2或者3(t+1)+(i modulo 3)+1),3(t+2)+(imodulo 3)+2或者3(t+2)+(imodulo 3)+1),…内继续尝试接收相邻节点发送给它的数据包，直到它正确接收到相邻节点发送的数据包为止；

从时隙3(t+1)+(i modulo 3)或者3t+(i modulo 3)+2)到节点i成功接收到相邻节点发送的数据包这段时间内，节点i会把从相邻节点成功接收到的数据包与其接收缓存区内暂存的第1个数据包进行异或，并用该异或结果直接更新为接收缓存区的第1个数据包，但会暂停发送任何数据包。