[發明專利]無線NDN數據處理方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201711165059.6
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107948939B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 陽旺;吳帆
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04L12/18;H04W52/02;H04L29/08;H04L29/12
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

本發明涉及通信技術領域，公開了一種無線NDN數據處理方法、裝置及系統，以降低無線終端的能耗。本發明方法包括：重定義802.11的Bitmap，以首位為0表示單播數據，以及以首位為1表示組播數據,并以Partial Virtual Bitmap中的至少兩個不同位置AID的值為1分別表示組播所對應的各該STA有緩存的組播數據；然后通過重定義的Bitmap和802.11的TIM機制對單播數據和組播數據分別進行相應處理。對應的，當STA根據組播標識判斷自身待接收的為組播數據時，等待組播數據的發送并避免發送PS?Poll幀，而與組播無關聯的其他STA則以忽略Beacon幀的方式避免被喚醒。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種無線NDN數據處理方法、裝置及系統。

背景技術

隨著移動互聯網應用的飛速發展，移動數據流量也日益增加。思科的可視化網絡指數(Visual Networking Index,VNI)預測顯示，預計全球移動流量增幅將超過全球固定流量增幅的三倍，到2019年全球移動數據流量將達到292EB；移動視頻將占到全球移動數據流量的72％。隨著移動終端對海量數據的需求，為保證基于IP網絡的端到端連接的可用性，終端必須保持隨時可用的網絡連接。維護隨時可用的網絡連接所帶來的能耗開銷和移動終端能耗受限相矛盾，這些都為數據傳輸協議的設計帶來新的挑戰。由于移動終端的迅速普及，尤其是智能終端面臨嚴峻的能耗挑戰。

基于IP架構的組播技術實現了IP網絡中單點到多點的高效數據傳送，因為組播能夠有效地節約網絡帶寬、降低網絡負載，所以在實時數據傳送、多媒體會議、視頻點播、數據拷貝、游戲和仿真等諸多方面都有廣泛的應用。而基于IP網絡的移動組播機制需要從地址分配、組成員管理、到組播報文轉發、路由建立、可靠性等諸多方面來保障移動組播的性能，需要針對性地附加一系列的移動性管理協議，這大大增加IP網絡組播協議的復雜性。由于當前移動客戶端的爆炸式增長，現有移動組播機制暴露出一些問題，比如組播接收端在移動時的隧道聚合問題、組播源移動機制中的冗余路由問題以及移動組播的切換性能等，因為基于IP的網絡采用“端到端”的通信機制從根本限制移動組播的發展，很難徹底解決上述問題。

命名數據網絡(Named Data Networking,NDN)作為一種革命式的未來互聯網架構，以命名數據取代IP，直接以內容名字進行路由，數據傳輸采用“發布-請求-響應”模式，實現點到多點高效的內容分發。NDN路由機制上保留了類似IP路由的轉發路由表(Forwarding Information Base，FIB)，增加了待處理請求表(Pending Interest Table，PIT)、以及內容緩存(Content Store，CS)數據結構，FIB用于匹配合適的轉發接口，CS用于內容的緩存，PIT保留所收到的請求包，當和PIT中的某個請求對應的數據包發回時，將被傳遞到相應的接口。以信息為中心的NDN網絡則天然地支持組播機制，而且不需要對組播進行管理(地址分配、組成員管理、隧道聚合等)。NDN從協議層固有地支持組播機制，因此不需要增加額外的協議去擴展移動組播機制的支持。由于NDN采用名字的訪問機制，不需要建立和維護通信兩端持續的連接。利用NDN網絡沿請求路徑緩存機制，當用戶再次發請求時，它很有可能從剛才的緩存中就近獲得數據，最大限度減少接收端去源端取數據，自然地融入對移動網絡中獲取數據失敗的冗余機制，進而提高中斷延遲和網絡性能。當前基于信息中心網絡的組播研究均是基于有線的環境下，而在無線環境下的組播的研究幾乎沒有。

由于當前IEEE 802.11機制通過傳輸流量指示消息(Delivery TrafficIndication Message,DTIM)對組播/廣播數據進行分發，而DTIM機制將會喚醒所有的終端，即使這些數據不屬該終端，因此導致終端額外的能量消耗。并且當前IEEE 802.11的節能機制并不支持組播/廣播(廣播只是組播的一個特例，后續均用組播表示)有效節能。雖然NDN自然支持組播機制，但在當前無線NDN環境下組播傳輸不能區分組播流屬于哪些終端，且均以廣播的形式發送數據，將導致所有的終端處于喚醒狀態，進而導致嚴峻的能耗挑戰。

發明內容