[发明专利]一种提升无线机会网络编码增益的缓存机制

说明书

技术领域

本发明涉及一种提升无线机会网络编码增益的缓存机制。

背景技术

为了提高无线网络吞吐率和能量效率，机会网络编码作为一项有前景的技术加以应用，可以显著改善网络性能。在其应用中，节点需要将其侦听到的数据包或者由其发送的数据包全部缓存在本地包池中，用于未来可能的解码需要。由于机会网络编码采用的是基于异或的编码方式，当编码节点需要将多个数据包编码在一起时，需要保证该编码包的每一个接收节点拥有除其所需要的数据包外的所有其他数据包，才能解码得到所需要的数据包。所以本发明研究的对象是机会网络编码应用中的缓存机制。

虽然现有机会网络编码机制的应用都假定节点的缓存资源和处理能力足够大，但是该缓存资源的管理会影响到机会网络编码的吞吐率性能增益。对于一些资源受限的无线网络，节点的能量、缓存空间和处理能力等均是有限的。比如，缓存大量的数据包对RFIDs和传感器装置等来说是有挑战性的；同时对于一些需要处理大量数据流的设备（如WLAN网关）也是困难的。在这些场景下，从解码角度来说，如果编码包的下一跳节点无法收集到全部用于解码的数据包，将会导致节点解码失败，无法恢复出其所需的原始数据包，从而影响到机会网络编码的吞吐率性能增益。更重要的是，即使节点资源足够大，现有的机会网络编码机制中需要邻居节点间以接收报告的形式相互交换缓存中的数据包信息，从而确保编码数据包的可解性。缓存数据包越多，需要相互交换的信息量也就越大，由接收报告所带来的网络开销也就越大，进而影响到机会网络编码的吞吐率增益。由于吞吐率性能增益与编码机会正相关，缓存所侦听到的数据包也并不是每一个都对解码数据包有帮助；针对每一个数据包的缓存时间来说，由于会影响到网络开销，缓存时间也并非越长越好。大多数之前的研究都把重心放在增加编码机会和编码算法设计上，而忽视了优化解码包池的缓存机制和最大化缓存效用。随着全球绿色通信的倡导，研究一种高效的、最大机会网络编码性能增益的缓存机制显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分布式的缓存管理机制的具体实现方法，弥补了已有研究中对机会网络编码解码包池缓存管理研究的不足，可以充分利用节点的缓存资源，提高缓存数据包的解码效用，有效提升了机会网络编码的吞吐率性能增益的提升无线机会网络编码增益的缓存机制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提升无线机会网络编码增益的缓存机制，它包括以下步骤：

S1：将解码包池中缓存相同时间的数据包归为一类，并用n_k表示第k类数据包中数据包的个数，从而将最大缓存系统总的解码效用目标转换成最大缓存系统解码效率Y_B：