[发明专利]一种基于网络编码的无线网状网络介质访问控制方法

权利要求书

1.一种基于网络编码的无线网状网络介质访问控制方法，其特征在于，在该无线网状网络中，当一个节点收到邻居节点发来的一个数据包后，判断该数据包是普通数据包还是编码数据包：

如果是编码数据包，则对该编码数据包进行解码，解码成功得到需要的普通数据包，解码不成功则丢弃该编码数据包；

如果是普通数据包，则判断该普通数据包是否达到编码数据包的生成条件，如达到则对其进行编码，并将编码后的得到的编码数据包向邻居节点广播；如不能达到生成条件，则将该普通数据包按照802.11协议进行转发；

编码数据包的生成条件及编码过程如下：

在该无线网状网络中，节点A至少有两个邻居节点，设初始时刻节点A的转发队列为空，则从初始时刻开始：节点A收到邻居节点发来的一个普通数据包p2后，在转发队列中寻找一个普通数据包p1，如果存在p1同时满足公式1和公式2，则将p1和p2编码成为编码数据包p；

s1-d1=0s2-d1=0t2-t1<θ]]>   (公式1)

在公式1中，s1、s2分别为数据包p1、p2的源节点MAC地址，d1、d2分别为p1、p2下一跳节点的MAC地址，t1、t2分别为p1、p2达到节点A的时间，θ取值为0.3秒；

k=crk>ξ]]>   (公式2)

在公式2中，r和c分别为节点A从初始时刻开始，收到邻居节点发送的普通数据包的累计个数和节点A的转发队列中，满足公式1的普通数据包的累计个数，其中r每次累加1，c每次累加2，ξ取值为0.08。

2.如权利要求1所述的基于网络编码的无线网状网络介质访问控制方法，其特征在于，所述的普通数据包p1和p2经过亦或运算编码成为编码数据包p，具体为：

将普通数据包p2目的主机MAC地址和p1目的主机MAC地址做亦或运算，所得结果填入p1的目的主机MAC字段；将普通数据包p2源主机MAC地址和p1源主机MAC地址做亦或运算，所得结果填入p1的源主机MAC字段；将p2的数据部分和p1的数据部分做亦或运算，所得结果填入p1的数据部分字段；如果p1和p2的数据部分长度不一致，则将长度较短的一方尾部填0补位，生成的新的数据包为编码数据包p。

3.如权利要求1所述的基于网络编码的无线网状网络介质访问控制方法，其特征在于，在该无线网状网络中，每个节点中均设置有资源队列，当节点将一个普通数据包成功发送给另一个节点后，将该普通数据包从转发队列移入到资源队列中，并为该普通数据包启动一个倒计时器，倒计时器初始值为θ，倒计时器归零后，将该普通数据包从资源队列移除。

4.如权利要求3所述的基于网络编码的无线网状网络介质访问控制方法，其特征在于，当节点收到一个编码数据包后，对其进行解码操作：节点从自己的资源队列中寻找与收到的编码数据包对应的普通数据包，将找到的普通数据包和收到的编码数据包进行亦或运算，得到需要的普通数据包。

5.如权利要求1所述的基于网络编码的无线网状网络介质访问控制方法，其特征在于，所述的节点A生成编码数据包p后，对p进行广播的步骤如下：

步骤S1，创建广播RTS帧，将普通数据包p1、p2的下一跳节点的MAC地址写入RTS帧中，并确定信道占用时长Tb，将Tb添加到广播RTS帧的通信时间字段，Tb计算方法如下：

Tb＝5×SIFS+(82+L)×t₀   (公式3)

公式3中，SIFS为802.11协议规定的最短等待时间常数，L为编码数据包p的长度，t₀为传输一个字节所需要的时间，由链路带宽决定；

步骤S2，节点A广播RTS帧申请信道；

步骤S3，邻居节点收到RTS帧后，确定自己回复RTS帧的等待时间Tcts，并在等待时间后回复CTS帧给节点A；Tcts计算方法如下：

Tcts=SIFS(iMAC-d1=0)2×SIFS+14×t0(iMAC-d2=0)]]>   (公式4)

公式4中，iMAC为该邻居节点的MAC地址，d1、d2分别是数据包p1、p2的下一跳节点的MAC地址；

步骤S4，节点A发送完广播RTS帧，等待2×SIFS+28×t₀时间后，查看收到的CTS帧情况，如果分别收到p1、p2的下一跳节点回复的CTS帧，则节点A等待SIFS时间后开始发送编码数据包p，否则节点A进入退避等待。