[发明专利]基于机会主义路由的流间网络编码方法、设备及存储介质

说明书

本发明公开一种基于机会主义路由的流间网络编码方法、设备及存储介质。本发明中节点收到一个数据包时，读取数据包的候选集列表和相应的优先级参数，确定节点是否在候选集列表。然后节点在没有收到更高优先级节点的ACK帧时，根据优先级选择原则，将负责转发数据包。Mesh网络中的另外节点得到数据包发送机会时，检测编码条件，并在编码并准备转发。本发明引入流间网络编码后，能够有效减少无线Mesh网络中两个节点对于数据包的传输次数期望，从而提高网络转发成功率及网络的吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及基于机会主义路由的流间网络编码方法、设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的高速发展，无线Mesh网络(Wireless MeshNetworks，WMNs)越来越多地受到学界、工业界以及市场的密切关注。相对于传统无线网络中“存储、转发”的数据传输方式，网络编码(Network Coding，NC)允许中间节点在转发数据包之前对数据包进行编码处理，将多个输入数据包混合生成一个新的编码数据包后再进行发送，使得网络中链路的容量能够达到理论上的最大值，因此具有提升网络吞吐量、保证网络可靠性和自适应性以及降低能耗、减少传输时延等显著优势。

不同于传统路由机制，在机会主义路由下，对于网络中的任一数据流，网络层为数据包的每一跳转发都选择一组潜在下一跳节点，而不是仅仅将链路质量最优的那一个节点作为下一跳。这些潜在下一跳节点被称为转发候选集(Forwarding Candidates)。转发候选集中的节点根据其到目的节点的距离被分配相应的优先级。当某个数据包通过无线广播信道传输的时候，转发候选集中收到该数据包的最高优先级节点将成为实际的下一跳节点，负责继续将该数据包向目的节点传输。可以知道，只要该数据包被转发候选集中任一节点正确接收，这次传输就能将该数据包有效地向目的节点传递一段距离。这样的传输方式极大地缓解了无线信道的不可靠性，降低了每个数据包在传输过程中的重传次数，因此显著提高了无线多跳网络传输性能。

值得注意的是，已有相关工作都没有设计合适的方式来确定转发候选集及候选集中节点的优先级这样一个关键问题，因此会造成网络节点转发成功率较低、吞吐量较小、延迟较高等问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于机会主义路由的流间网络编码方法、设备及存储介质。

本发明的一方面提供了一种基于机会主义路由的流间网络编码方法，该方法包括以下步骤：

S1当Mesh网络中的节点R收到一个数据包P时，接收节点R读取数据包P的候选集列表F_i和相应的优先级参数X_i，并作如下判断：

如果接收节点R不在数据包P的候选集列表F_i中，则将数据包P加入到节点R的数据包缓存池中，并将数据包P加入下一个数据包接收报告中；

否则，根据节点R在候选集中的优先级，确定发送ACK帧的等待窗口大小W，并等待更高优先级节点发送的ACK帧。

S2如果接收节点R在等待窗口W内没有收到更高优先级节点的ACK帧，根据优先级选择原则，当前接收节点R将负责转发数据包P；

S3 Mesh网络中的节点S得到数据包发送机会时，节点S根据编码条件检查发送队列头部的数据包P_h是否能够与队列中的其它数据包P_i进行编码。

如果判断结果为否，节点S将直接发送非编码数据包P_h；

否则，发送节点S继续判断是否已接收到了更高优先级节点发送的两个数据包P_h，P_i的ACK帧。

如果是，节点S将这两个数据包P_h，P_i从节点S的发送队列中移除；