一种两跳无线网络拓扑结构中的网络编码侦听管理方法_2

文档序号:9435955阅读:来源:国知局
目的节点根据接收的编码数据包的ID信息,选取存在于侦听缓存内对应的原 始数据包,并将收到的来自编码节点的编码数据包与选取的数据包进行异或运算,得到源 节点发送过来的原始数据包的异或组合和对应的原始数据包ID;依此方法,目的节点得到 不同流的源节点发送过来的以1为公差数量的原始数据包异或组合;
[0023] 3)目的节点根据得到的一系列源节点原始数据包异或组合,根据对应异或组合原 始数据包的数量,依次进行异或解码操作,得到对应的源节点发送的单个原始数据包;
[0024] 4)目的节点清空已用于群组解码的侦听缓存内的原始数据包,并进入下一轮侦 听。
[0025] 对于新侦听到的原始数据包,若侦听缓存空闲,目的节点将新侦听的原始数据包 加入侦听缓存;若侦听缓存满,则目的节点对新侦听的原始数据包进行丢弃处理,同时记录 丢弃的原始数据包ID,便于在侦听缓存出现空闲时向对应源节点重获丢弃的原始数据包。
[0026]与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:本发明的方法能在保证公平性前 提下最大化网络吞吐量和降低网络时延,具有较强的容错性、适应性和安全性。吞吐量方 面,在单流网络结构中,本发明比通用的不采用编码的方法的吞吐量平均提升16%;在"X" 型拓扑结构中,本发明方法比其他三种方法的吞吐量分别最大提高20 %、18 %和16. 5 %;而 在"车轮"型拓扑结构中,本发明的方法比其它三种方法的吞吐量分别提升18%、16. 3%和 15. 6%。网络时延方面,在"X"型网络拓扑结构下,本发明比其它三种方法的吞吐量分别提 升25%、21. 3%和19. 2%;而在"车轮"型网络结构下,实验得出:当网络流的数量为4的时 候,本发明的网络时延最少。
【附图说明】
[0027]图1基于组群异或编码侦听管理基础网络拓扑图;
[0028]图2(a)是编码节点组群异或编码方法流程示意图;图2(b)是目的节点组群异或 编码方法流程示意图;
[0029] 图3是单流网络模型示意图;
[0030] 图4是单流网络结构中组群编码示意图;
[0031] 图5是多流网络模型不意图;
[0032] 图6是流虚拟队列中数据包示意图;
[0033] 图7是编码队列中编码数据包构成示意图;
[0034] 图8是不同策略下吞吐量与虚拟流大小关系示意图;
[0035] 图9是"X"和"车轮"型网络拓扑结构下不同方法吞吐量对比示意图;
[0036] 图10是"X"型拓扑结构下不同方法时延对比示意图;
[0037] 图11是"车轮"型拓扑结构下本发明方法在不同数量流下的时延关系图。
【具体实施方式】
[0038] 如图2(a)和图2(b)所示,本发明的方法包括如下五个阶段:
[0039]1、初始化
[0040] 初始化主要包括目的节点清理侦听缓存并启动侦听进程、源节点启动发送数据包 进程和中间节点开启接收数据包进程等三个部分。
[0041] 2、获取数据包信息阶段
[0042] 编码节点接收不同信息流传输的数据包,根据数据包所属的数据流缓存到流虚拟 队列中;同时向目的节点请求侦听缓存中对应的数据包ID报告,以便于下一阶段的包分组 和编码。
[0043] 3、包分流和组群编码阶段
[0044] 编码节点根据收到的侦听缓存内数据包ID,结合虚拟队列中存在的不同流的数据 包,选取基础数据包集,并按照流程1对不同流的数据包进行组群异或编码。该阶段详细过 程见流程1。
[0045] 4、解码和包重装阶段
[0046]目的节点接收编码节点发送的编码数据包,获取编码包中所包含的原始数据包信 息,从侦听缓存中选取存在于编码包内的原始数据包,按照流程2对编码数据包进行组群 解码,获得对应源节点发送的原始数据包。详细过程见流程2。
[0047] 5、侦听缓存管理阶段
[0048] 侦听缓存初始化后,处于源节点广播范围内的目的节点就会将侦听到的数据包添 加到侦听缓存内,当目的节点侦听缓存内的数据包用于组群解码后,目的节点清空用于解 码的数据包;并将新侦听到的数据包添加到侦听缓存中,从而提高了侦听缓存的利用率,便 于更多的数据包参与编码和解码操作。详细见流程3。
[0049] 流程1 :数据包分流和组群编码
[0050]
[0052] 流程1描述:
[0053] 1)中继节点接收来自不同流i(i= 1,2)的数据包,并统计来自不同流的数据包的 数量,比较不同流之间数据包数量的大小,得出最小流数据包数量Min,再用其它流数据包 数量去除和模Min,得出各自对Min的倍数Cn和余数Ren,倍数Cn决定流n对流i的组群编 码次数,而余数Rejllj决定流n对流i最后一次参与编码的数据包的数目;
[0054] 2)中继节点在流n中选取Min个数据包和流i中的对应序列的数据包进行组对群 异或操作,得到新的数据包Pn,Min (表示该数据包是由流n和流i各Min个数据包的异或), 将数据包^Min与流n和流i中对应的队首数据包进行异或操作,得到Pi,再将Pn,Mini与 流n和流i中对应下一位置的数据包进行异或操作,得到Pn,Min2,依此递推,最后得到Pn,1;
[0055] 3)中继节点进行上述操作的次数取决于流n对应的倍数Cn;
[0056] 4)对于流n中余下的数据包,中继节点将选择来自流i中前Ren个数据包和流n 中剩余的数据包进行群异或操作,采用和步骤2中同样的方法递推,得到对应的数据包
[0057] 5)中继节点将编码后的数据包多播给目的节点。
[0058] 流程2 :数据包组群解码
[0061] 流程2描述:
[0062] 1)、节点接收从中继节点多播的数据包并判断该数据包的是由哪些原始包经组群 编码而成;
[0063] 2)、节点根据接收数据包ID信息,选取存在于侦听缓存内对应的数据包,并将收 到的数据包与选取的数据包进行异或运算,得到源节点发送过来的数据包的异或组合和对 应的数据包ID;依此方法,目的节点得到所属流的源节点发送过来的以1为公差数量的数 据包异或组合;
[0064] 3)、节点根据得到的一系列源节点数据包异或组合,根据对应异或组合数据包的 数量,依次进行异或解码操作,得到对应的源节点发送的单个数据包;
[0065] 4)、节点清空已用于群组解码的侦听缓存内的数据包,并进入下一轮侦听。
[0066]流程3:侦听管理策略
[0068]流程3描述:
[0069] 1)目的节点接收从编码节点发送的数据包,并根据编码数据包所包含的原始数据 包信息,从侦听缓存中选取对应的数据包进行组群解码;同时删除侦听缓存中已用于解码 的多个数据包,以提高侦听缓存的利用率。
[0070] 2)目的节点根据侦听缓存中的丢弃数据包记录,向对应的源节点发送获取数据包 请求并将获得的数据包加入侦听缓存内,解决了侦听到的数据包不会因为侦听缓存空间不 足而无法进入侦听缓存的问题;
[0071] 3)对于新侦听到新的数据包时,若侦听缓存存在空闲,目的节点则将新侦听的数 据包加入侦听缓存;若侦听缓存满,目的节点则对新侦听的数据包进行丢弃处理,同时记录 丢弃数据包ID。
[0072] 本发明提出的组群异或编码自适应侦听策略是基于"X"型拓扑结构进行研究的, 当拓扑结构发生变化时,该策略是否具有普适性。特别地,当"X"型网络结构中有一数据流 不传输数据包时,该模型就演化为单源单目的节点且单向的"Alice-Bob"通信模型;当有 其它更多的源节点和目的节点动态加入"X"型网络结构后,该网络结构进化为"车轮"模型。 两种演化模型对应如下,见图3和图4所示。
[0073] 单流模型。当流的数量Flow_num= 1时,即该网络拓扑结构
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1