[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于機會網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)重傳方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210479404.4
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102946298A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周志恒;周亮;王興;譚源泉
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 李明光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)，特別涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)重傳技術(shù)。

背景技術(shù)

大量移動或靜止的傳感器以自組織方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)稱為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其作用是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)監(jiān)測對象的信息，并報告給用戶。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到了越來越多的應(yīng)用，并逐漸滲透到軍事探測、資源保護等數(shù)據(jù)敏感領(lǐng)域。

多播傳輸是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一種普遍通信方式。由于無線信道的不可靠性，使得在無線多播通信中通常會有多個接收節(jié)點丟失數(shù)據(jù)。因此，發(fā)送節(jié)點需要通過重傳丟失的數(shù)據(jù)包來保證通信的可靠性。但是，由于接收節(jié)點數(shù)量較多、數(shù)據(jù)包丟失較分散、重傳數(shù)據(jù)包可能再次丟失等因素，使得常規(guī)的重傳技術(shù)通常具有較高的系統(tǒng)開銷。

為了改善無線多播傳輸?shù)男阅埽霈F(xiàn)了一種結(jié)合機會網(wǎng)絡(luò)編碼的重傳技術(shù)。該技術(shù)通過使用機會網(wǎng)絡(luò)編碼將對應(yīng)于不同接收節(jié)點的多個丟包編碼成一個重傳包，然后通過一次傳輸發(fā)送該重傳包。接收節(jié)點將重傳包和自己接收到的某些原始數(shù)據(jù)包進行合并，得到自己丟失的數(shù)據(jù)包。這樣發(fā)送節(jié)點可以在一次重傳中恢復(fù)不同接收節(jié)點的數(shù)據(jù)包，從而顯著減少的重傳次數(shù)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點通常采用電池供電，能夠使用的能量是有限的。特別是當(dāng)傳感器節(jié)點被撒播在惡劣環(huán)境中時，電池的更換將是非常困難甚至是不可能的。因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在著嚴重的能量約束問題。在進行數(shù)據(jù)重傳的同時，延長整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期變得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，能夠提高節(jié)點能量利用率，延長網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的生存期的基于機會網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)重傳方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于機會網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)重傳方法，包括步驟：

原始數(shù)據(jù)包發(fā)送步驟：發(fā)送節(jié)點向各接收節(jié)點廣播原始數(shù)據(jù)包，依照發(fā)送順序為所述原始數(shù)據(jù)包添加序號；

原始數(shù)據(jù)包接收步驟：各接收節(jié)點接收來自發(fā)送節(jié)點的原始數(shù)據(jù)包并向發(fā)送節(jié)點反饋信息，所述反饋信息包括各接收節(jié)點的當(dāng)前能量和已接收到的原始數(shù)據(jù)包序號；當(dāng)接收節(jié)點接收到所有原始數(shù)據(jù)包時進入休眠；

數(shù)據(jù)包接收統(tǒng)計步驟：發(fā)送節(jié)點根據(jù)接收節(jié)點的反饋信息統(tǒng)計接收情況，將丟失的原始數(shù)據(jù)包放入重傳隊列中，發(fā)送節(jié)點根據(jù)各接收節(jié)點接收到的原始數(shù)據(jù)包序號得到各接收節(jié)點對應(yīng)的丟包率；

重傳調(diào)度步驟：發(fā)送節(jié)點根據(jù)反饋的信息對重傳隊列中的原始數(shù)據(jù)包進行排序，排序的規(guī)則為：將丟包率越低的接收節(jié)點所需要的原始數(shù)據(jù)包排在重傳隊列越前面；當(dāng)一個原始數(shù)據(jù)包被多個接收節(jié)點所需要，則根據(jù)丟包率最小的那個接收節(jié)點對所述原始數(shù)據(jù)包進行排序；在相同丟包率下，當(dāng)前能量越少的接收節(jié)點所需要的原始數(shù)據(jù)包排在重傳隊列越前面；在相同丟包率和相同當(dāng)前能量條件下，序號越小的原始數(shù)據(jù)包排在重傳隊列越前面；

重傳發(fā)送步驟：發(fā)送節(jié)點從重傳隊列取出一個原始數(shù)據(jù)包，搜索重傳隊列中所有數(shù)據(jù)包進行編碼規(guī)則判斷生成重傳數(shù)據(jù)包并向各接收節(jié)點廣播該重傳數(shù)據(jù)包，所述重傳數(shù)據(jù)包可以是編碼包，也可以是原始數(shù)據(jù)包；

重傳接收步驟：當(dāng)接收節(jié)點接收到不含有自己需要的原始數(shù)據(jù)包的重傳數(shù)據(jù)包時，丟棄該重傳數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收節(jié)點接收到含有自己需要的原始數(shù)據(jù)包的重傳數(shù)據(jù)包時，從該重傳數(shù)據(jù)包中獲取自己需要的原始數(shù)據(jù)包并存儲，向發(fā)送節(jié)點反饋信息；當(dāng)接收節(jié)點接收到所有原始數(shù)據(jù)包時則進入休眠；

重傳更新步驟：發(fā)送節(jié)點每接收到一個接收節(jié)點反饋的信息后，就更新相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)包的接收情況，判斷該原始數(shù)據(jù)包是否已經(jīng)被所有接收節(jié)點接收到，如否，則返回重傳調(diào)度步驟，如是，從重傳隊列中刪除該原始數(shù)據(jù)包，并判斷重傳隊列中是否還有需要重傳的原始數(shù)據(jù)包，如還有需要重傳的原始數(shù)據(jù)包，則返回重傳調(diào)度步驟；否則沒有需要重傳的原始數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)重傳結(jié)束。