[發明專利]一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法

有效

• 申請號: 202010146791.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111327707B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王練;向欣晨
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L67/568
• 分類號: H04L67/568;H04L1/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、源節點發送數據流時，先向下游節點和中間節點發送一個構建樹的請求，成功構建樹后，根據每棵樹所遍歷的節點尋找編碼節點，編碼節點向下游節點發送自己的身份信息和將要流經的數據流數量信息；

S2、下游節點根據編碼節點發送的信息監聽源節點，從源節點發出的數據流中選擇有解碼價值的數據包進行緩存，給每個緩存的數據包設置一個緩存時間，并將緩存的數據包信息反饋給中間節點；

S3、中間節點根據下游節點的反饋信息，從源節點發出的數據流中選擇有編碼價值的數據包進行緩存，并給每個緩存的數據包設置一個緩存時間，當出現編碼機會時，利用緩存的有編碼價值的數據包通過XOR運算生成編碼包，并將編碼包轉發給下游節點；

S4、當下游節點收到編碼包時，使用緩存的有解碼價值的數據包對收到的編碼包進行解碼，當緩存數據包成功解碼編碼包時將該緩存數據包存入隊首；當緩存數據包未能成功解碼編碼包時，將該緩存數據包存入隊尾，監聽到新的緩存數據包時將隊尾的緩存數據包刪除并將新的緩存數據包存入隊首。

2.根據權利要求1所述的一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法，其特征在于，中間節點時刻監控緩存空間使用情況，并判斷自身緩存空間是否已滿，當緩存空間未滿時，則執行中間節點的緩存替換操作；當緩存空間已滿時，則執行中間節點的緩存刪除操作；

所述中間節點的緩存替換操作包括：中間節點將已經參與過編碼且緩存時間最長的數據包替換為新的有編碼價值的數據包，如果沒有替換對象則直接緩存新的有編碼價值的數據包；所述中間節點的緩存刪除操作包括：刪除部分參與過編碼且緩存時間較長的數據包。

3.根據權利要求2所述的一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法，其特征在于，中間節點判斷自身緩存空間是否已滿的具體方式包括：中間節點的緩存空間容量為M，節點緩存的數據包容量為U＝∑P_i，當U＜M時，即∑P_i＜M，緩存空間未滿，當U＝M時，即∑P_i＝＝M，緩存空間判斷為已滿，其中，U表示所有緩存數據包所占的容量，P_i表示單個緩存數據包的大小。

4.根據權利要求1所述的一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法，其特征在于，下游節點時刻監控緩存空間使用情況，并判斷自身緩存空間是否已滿，當緩存空間未滿時，則執行下游節點的緩存替換操作；當緩存空間已滿時，則執行下游節點的緩存刪除操作；

所述下游節點的緩存替換操作包括：將未能成功解碼且緩存時間最長的數據包替換為新的有價值數據包，如果沒有替換對象則直接緩存新數據包；所述下游節點的緩存刪除操作包括：下游節點將部分未能成功解碼且緩存時間較長的數據包直接刪除，保證節點正常工作。

5.根據權利要求4所述的一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法，其特征在于，下游節點判斷自身緩存空間是否已滿的具體方式包括：下游節點的緩存空間容量為M，節點緩存的數據包容量為U＝∑P_i，當U＜M時，即∑P_i＜M，緩存空間未滿，當U＝M時，即∑P_i＝＝M，緩存空間判斷為已滿，其中，U表示所有緩存數據包所占的容量，P_i表示單個緩存數據包的大小。

6.根據權利要求1所述的一種無線網絡中基于網絡編碼的緩存替換方法，其特征在于，一個下游節點緩存的有解碼價值的數據包包括兩類：一類是該下游節點鄰域內節點發送的數據包，如果監聽到的數據包中存在經過編碼節點的流中的數據包，該數據包就是有解碼價值的數據包將被緩存，其他監聽到的數據包為無效數據包；另一類是該下游節點本身發送的數據包，如果該下游節點發送的數據包和經過編碼節點的數據流反向，則該類數據包就是有解碼價值的數據包，將被緩存；反之為無效數據包。