[發明專利]認知無線電自組織網絡報文多播傳輸方法

有效

• 申請號: 201010215385.5
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101945339A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 高振國;趙蘊龍;蔡紹濱;王慧強;劉彥文;劉勝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W8/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種無線網絡及無線通信領域的認知無線電自組織網絡報文多播傳輸方法。

背景技術

認知無線電自組織網絡是采用認知無線電技術的無線多跳網絡，能自動發現并在不影響授權用戶的情況下利用空閑頻譜，解決頻譜資源緊張和利用率低問題。高效的信息多播及廣播技術是認知無線電自組織網絡技術得一項基礎技術，對認知無線電網絡的應用和推廣具有重要意義。

認知無線電自組織網絡相對于傳統無線網絡的最突出特點為其多信道特性、不同節點可用信道集合的差異性及各信道報文傳輸質量的變化性，這些特性給認知無線電自組織網絡的多播及廣播技術的研究帶來了新的挑戰，而網絡編碼技術的出現為認知無線電自組織網絡的多播及廣播技術的研究提供了新思路和途徑。

網絡編碼技術融合了編碼和路由的概念，鼓勵對不同鏈路信息進行編碼組合，徹底改變了網絡通信的存儲轉發模式，可更好地利用無線網絡的通信廣播性、數據冗余性、空間分布性等本質特性，顯著提高無線網絡的吞吐量、可靠性、負載均衡性等。

目前已經有不少關于認知無線電網絡中多播廣播等技術的論文及專利申請等成果，也有較多的關于在普通無線網絡中使用網絡編碼技術的研究成果。但除了本發明申請人在中國學術論文在線非正式發表的一篇論文外，尚未發現關于在認知無線電自組織網絡中應用網絡編碼技術的研究成果發表。而本發明申請人所發表的那篇論文的研究內容是鏈路層自動請求重傳協議的改進和補充，主要研究了利用網絡編碼技術解決認知無線網絡中的出錯報文重傳問題，不同于本發明中所解決的認知無線電自組織網絡的全網多播及廣播技術，關于這篇文章詳見“高振國，劉勝，趙蘊龍，馬千里.基于網絡編碼的認知無線電網絡報文重傳技術研究.中國科技論文在線(http://www.paper.edu.cn).200905-535.2009.05.21.”。另外，華中科技大學的黃本雄等人發表了一篇名為“網絡編碼在認知無線電中的應用”的文章，但實際上，該文獻與本發明申請的研究內容差別更大。具體來說，該文獻只是通過分析網絡編碼技術的特點，分析認為網絡編碼技術可以降低認知無線電網絡中授權用戶和非授權用戶的無線信道訪問沖突概率，且并沒有提出具體的實施方案。該文獻詳見“張波，黃本雄，戴彬，徐奎，朱江.網絡編碼在認知無線電中的應用.微電子學與計算機.Jan.2010，27(1)：13-16.”。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能有效節省報文傳輸數量，降低能耗，提高報文多播和廣播的傳輸效果的認知無線電自組織網絡報文多播傳輸方法。

本發明的目的是這樣實現的：

每個節點均有報文發送方法和報文接收方法的無限循環工作線程，分別進行數據報文發送和數據報文接收任務；各節點間的報文發送方法和報文接收方法以及每個節點內部的報文接收方法和報文發送方法協作把報文從源節點逐步傳輸到各目的節點；每個節點內部的報文接收方法從上游節點接收報文，并在當前批次接收完成后解碼得到各原始報文；該節點的報文發送方法檢測到該批剛接收完的報文并開始向下游節點傳輸；某節點的報文發送方法與其下游節點的報文接收方法通過報文交互協作完成報文從當前節點到其下游節點的一跳傳輸過程；不同節點對間的報文發送方法和報文接收方法相互協作，使數據報文沿著路徑不斷從上游節點傳播到下游節點，最終使源節點發送的報文到達目標節點。

所述報文發送方法包括如下步驟：(1)節點首先求解整數線性規劃模型獲得最優調度策略，策略結果為在各個信道上需要廣播的組合報文數量；(2)然后根據該最優策略依次在各個信道上傳輸確定的組合報文數量；(3)接著初始化一個變量R_R用于保存為返回回復報文的接收節點集合，(接收到某節點的回復報文則表明該節點已經能成功解碼該批報文；在期望情況下，各接收節點將均能獲得足夠的組合報文從而成功解碼)；(4)然后進入一段等待時間，該時間段長度等于一個時間參數的|R_R|倍，這段時間內節點將等待各接收節點的回復報文，接收到某節點r_i的回復報文后把r_i從R_R中刪除；(5)等待時間結束后，若R_R不等于空集，則重新構造一個組合報文并從能獲得最大收益的信道上發出去，然后繼續等待回復報文，若R_R等于空集，則表明本批次報文發送完成，則該節點開始等待進入下一批次報文傳輸任務。