一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术，尤其涉及一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节 点。
【背景技术】
[0002] 无线传感器网络这种新型网络节点通常由电池供电，当电池电量耗尽时，该网络 节点即失效，所以需要尽量节省耗电，同时，为节省耗电，则可能降低这种网络节点的网络 数据传输的可靠性，所以需要提高这种网络节点的容错性。
[0003] 无线传感器网络与无线通信网络有着较大的区别，无线通信网络的主要功能是提 供网络的互联、互通和互操作，为数据提供正确、可靠的传输，而无线传感器网络则以数据 的采集、处理为中心，因此当前有关无线网络通信网络容错技术不能完全照搬应用于无线 传感器网络，必须针对无线传感器网络的特点进行研究。
[0004] 无线数据传输数据帧中通常包含报头与实际数据，在报头中包含地址信息，报头 在传输过程中发生错误的数据帧会导致其所携带的实际数据无法传输到正确的位置或与 其它数据帧在位置上发生冲突。例如采用TCP/IP协议传输的无线传感器网络的数据帧格 式为：巾贞头+IP头+TCP头+实际数据+帧尾，其中帧头包括源和目标主机MAC地址及类型， IP头包括源和目标主机IP地址，TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字 等，实际数据是要传输数据的主体，帧尾是校验字。帧头、IP头、TCP头构成报头，报头中帧 头、IP头、TCP头的任意一个出现错误，都可能导致接收端不能正确拼接报文，S卩，当报头在 传输过程中发生错误时，会导致其所携带的实际数据无法传送到正确的位置，包括实际数 据无处可放以及本数据帧安放数据的位置与其他数据帧发生冲突。目前解决这种差错控制 的方法通常采用自动重传请求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ)、
[0005] 自动重传请求，发送端对发送序列进行纠错编码和检验，接收端根据校验序列的 编码规则判断是否传错，并把判断的结果通过反馈信道传回给发送端。如果没有错，接收端 就确认接收，发送端清除缓冲器的内容；如果有错，则接收端拒绝接收，同时向发送端发送 重新发送该序列的命令，直到接收端接收正确为止。该方法的通信信道的利用率均不高，也 就是说，信道还远远没有被数据比特填满，有较长的传输时延并且带来较大的通信开销和 通信能耗，当信道环境较差的时候，消耗大量的能量，加快网络节点的能量消耗，缩短了网 络节点的生存时间
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，以提高网络 节点的通信效率，减小网络节点的通信能耗。
[0007] 本发明实施例提供的一种网络节点的报文传输的容错方法，包括：
[0008] 接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
[0009] 确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；
[0010] 匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。
[0011] 由于对含错报文段和空余位置进行匹配，形成了完整报文，不需要进行重传，提高 了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
[0012] 进一步，为提高匹配的准确性，所述匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完 整报文，具体包括：
[0013] 确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B ;
[0014] 确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
[0015] 根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置， 形成完整报文。
[0016] 为更进一步提高匹配的准确性，所述确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果， 具体包括：
[0017] 对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
[0018] 根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
[0019] 根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。
[0020] 较佳的，所述对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值，具体包 括：
[0021] 对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值为该含错报文段与相 应空余位置的最大后验概率或最小汉明距尚。
[0022] 具体的，当通过确定最小汉明距离的方法确定含错报文段和空余位置的匹配权值 时，所述根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果，具体包括：
[0023] 对所述权值矩阵中的各个元素取反，确定新的权值矩阵；
[0024] 根据所述新的权值矩阵，确定最佳匹配结果。
[0025] 本发明实施例提供一种网络节点，包括：
[0026] 接收单元，用于接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
[0027] 确定单元，用于确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位 置；
[0028] 匹配单元，用于匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。
[0029] 该网络节点中的匹配单元对含错报文段和空余位置进行匹配，形成了完整报文， 不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
[0030] 进一步，为提高匹配的准确性，所述匹配单元具体用于：
[0031] 确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B ;
[0032] 确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
[0033] 根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置， 形成完整报文。
[0034] 为更进一步提高匹配的准确性，所述匹配单元确定集合A和集合B的二分图最大 匹配结果，具体包括：
[0035] 对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
[0036] 根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
[0037] 根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。
[0038] 本发明实施例还提供一种网络节点，包括：传感器模块、处理器模块、无线通信模 块和能量供应模块，其中：
[0039] 传感器模块，用于在区域内进行信息采集和数据转换；
[0040] 无线通信模块，用于与其它网络节点进行无线通信；
[0041] 能量供应模块，用于向传感器模块、处理器模块、无线通信模块提供能量；
[0042] 处理器模块，用于对传感器模块、无线通信模块和能量供应模块进行控制，并在所 述无线通信模块接收到报文段后，确定其中的含错报文段，确定对正确报文段进行数据连 接后由于报文段缺失形成的空余位置，以及匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完 整报文。
[0043] 该网络节点中的处理器模块对含错报文段和空余位置进行匹配，形成了完整报 文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
[0044] 进一步，为提高匹配的准确性，所述处理器模块匹配所述含错报文段和所述空余 位置，形成完整报文，具体包括：
[0045] 确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B ;
[0046] 确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
[0047] 根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置， 形成完整报文。
[0048] 为更进一步提高匹配的准确性，所述处理器模块确定集合A和集合B的二分图最 大匹配结果，具体包括：
[0049] 对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
[0050] 根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
[0051] 根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。
[0052] 本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，网络节点接 收发送端发送的报文段后，确定其中的含错报文段，并确定对正确报文段进行数据连接后 由于报文段缺失形成的空余位置，对含错报文段和空余位置进行匹配，即可形成完整报文， 不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
【附图说明】
[0053] 图1为本发明实施例提供的网络节点的报文传输的容错方法流程图；
[0054] 图2为本发明实施例提供的KM算法原理示意图；
[0055] 图3a为本发明实施例提供的网络节点的报文传输错误示意图；
[0056] 图3b为本发明实施例提供的网络节点的报文传输错误匹配示意图；
[0057] 图4为本发明实施例提供的网络节点的报文传输的容错方法仿真图；
[0058] 图5为本发明实施例提供的网络节点示意图之一；
[0059] 图6为本发明实施例提供的网络节点示意图之二。
【具体实施方式】
[0060] 本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，网络节点接 收发送端发送的报文段后，确定其中的含错报文段，并确定对正确报文段进行数据连接后 由于报文段缺失形成的空余位置，对含错报文段和空余位置进行匹配，即可形成完整报文， 也不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
[0061] 如图1所示，本发明实施例提供的网络节点的报文传输的容错方法，包括：
[0062] 步骤S101、接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
[0063] 步骤S102、确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；
[0064] 步骤S103、匹配含错报文段和空余位置，形成完整报文。
[0065] 由于在接收到报文后，将含错报文段和正确报文连接后形成的空余位置进行了匹 配，所以可以直接得到完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网 络节点的通信能耗。
[0066] 无线数据传输数据帧中通常包含报头与实际数据，在报头中包含地址信息，报头 在传输过程中发生错误的数据帧会导致其所携带的实际数据无法传输到正确的位置或与 其它数据帧在位置上发生冲突。这里将报头地址发生错误的数据帧称为含错报文；由于报 头发生错误，本应接收数据没有接收到数据的位置或发生冲突的位置称为空余位置。
[0067] 其中，为更准确的将含错报文段和空余位置进行匹配，步骤S103中，匹配含错报 文段和空余位置，形成完整报文，具体包括：
[0068] 确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B ;
[0069] 确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
[0070] 根据二分图最大匹配结果，将含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整 报文。
[0071] 为更进一步提高含错报文段和空余位置匹配的准确性，确定集合A和集合B的二 分图最大匹配结果，具体包括：
[0072] 对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
[0073] 根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
[0074] 根据权值矩阵，确定最佳匹配结果。
[0075] 其中，