[發明專利]基于網絡編碼的無線自組織網絡數據傳輸方法

無效

• 申請號: 200710176636.1
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101146049A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 趙沁平;曹靖;劉昭屹;周忠;吳威
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/28
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張衛華

技術領域

本發明涉及利用網絡編碼技術實現無線自組織網絡中數據傳輸的方法，屬于無線移動自組織網絡通信技術領域。

背景技術

在現有的計算機通信網絡中，信息傳輸都是由源節點經過中間節點，以存儲轉發的方式傳送到目標節點的。除了數據復制以外，一般來說在網絡的中間節點并不需要做任何數據處理。而網絡編碼是一種網絡傳輸的思想，它通過在中間節點所進行的數據處理來提高數據傳輸過程的效率。對于網絡編碼理論的研究，近些年已經成為學術界的一大熱點。然而，對于網絡編碼技術本身，對其理論研究的重視遠大于針對其技術的應用。多數設想的應用是針對具體一個點的理論研究給出一個可能的應用點，目前關于其具體應用的設想沒有給出一個完整的應用方案。本發明針對網絡編碼技術及其基本原理的特點，提出了一種新的無線網絡構建及其路由技術方案，以及在此網絡結構上利用網絡編碼技術進行數據傳輸的方法。

發明內容：

本發明的目的是提出一種基于網絡編碼的無線自組織網絡數據傳輸方法，它在無線自組織網絡路由計算和數據轉發過程中結合可以利用網絡編碼技術的拓撲結構，建立數據傳輸的快速通道，從而實現無線自組織網絡中高效數據傳輸。

為完成本發明的目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于網絡編碼的無線自組織網絡數據傳輸方法，包含以下步驟：

1)在無線網絡中構建由主干節點組成的直線形和/或環形拓撲結構的主干傳輸鏈路；

2)在網絡中傳輸數據時，對于在主干傳輸鏈路上相向傳輸的數據，先進行編碼，然后再繼續傳輸，最后由收到該編碼數據的下一節點對該數據解碼；對于主干傳輸鏈路上的非相向傳輸的數據以及在非主干傳輸鏈路上傳輸的數據，則直接轉發。

所述步驟2)進一步包括以下子步驟：

2.1)中間節點判斷自己的節點類型；

2.2)若是普通節點，則直接轉發數據；

2.3)若是主干節點，則接管所有經過它的數據傳輸；

2.4)查找是否存在相向傳輸的數據，若存在，則對其先進行編碼，然后再繼續傳輸；若不存在，則直接進行數據轉發；

2.5)對一對或者一個數據單元處理完畢后，轉步驟2.4)，繼續查找正在進行的數據傳輸。

本發明在直線形鏈路與環形鏈路上進行網絡編碼傳輸，從而形成傳輸的主干網絡，而路由協議優先將數據報文就近發送到主干網絡上傳輸。

本發明利用了節點的計算能力遠大于網絡傳輸能力的特點，首先將傳輸數據分解為更小的傳輸數據單元，考慮將所有相向傳輸的數據進行編碼傳輸，同時，提出對所有相向數據傳輸編碼的新思想，遇到相向傳輸的數據，就對傳輸單元進行編碼，當數據到達下一個節點時，先進行解碼，然后考慮進一步的傳輸。

本發明的有益效果是：(1)分析了基礎網絡編碼理論在無線自組織網絡中的原理，并通過拆分雙向數據流的方法，實現在線形拓撲結構以及環形拓撲結構上的編碼方法；(2)利用網絡編碼的方法可以有效減少無線網絡通信量及通信次數，而利用網絡編碼技術的前提是要存在一定具體的通信場景，本發明通過對路由計算進行限制，在無線網絡中創造適合網絡編碼的邏輯拓撲結構；(3)本發明提出了將無線自組織網絡邏輯拓撲結構組織成快速主干環形/直線路徑與各節點就近向主干網絡輻射連接的拓撲結構，從而有效利用網絡編碼技術實現數據傳輸。

附圖說明：

圖1是本發明思想原理圖；

圖2是數據分解及網絡編碼傳輸原理圖；

圖3是主干網數據傳輸流程；

圖4是可能的主干結構；

圖5是節點初始化選擇和發送邏輯。

具體實施方式：

本發明目的在于利用網絡編碼技術的基本原理，提出適宜使用網絡編碼技術進行無線自組織網絡數據傳輸的方法。

圖1給出了網絡編碼基本原理以及本發明在此基本原理基礎上提出的適宜無線網絡數據傳輸的兩種網絡拓撲結構及傳輸方法原理。