[发明专利]基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法。

背景技术

网络编码技术通过增加网络节点的计算能力来提高网络整体性能。网络节点使用比较好的网络编码算法将收到的数据进行编码后，一次性发送出去。这样，就可以实现将多次发送数据变为一次发送数据，从而大大减少了网络数据的发送次数，节约了网络的带宽资源和节省了节点能耗，有效缓解了网络拥塞。

网络编码已被证明是可以逼近网络传输容量极限的有效方法，其在提高网络吞吐量、鲁棒性和安全性方面的优势已得到国际学术界和工业界人士的广泛认同。网络编码的早期研究仅限于有线网络的组播传输，目前的研究领域已发展到覆盖有线和无线网络的各个层面，并且新的理论和应用方向仍在不断涌现。从目前的发展现状看，网络编码的理论研究尚处于初级阶段，实际应用也远未挖掘出其真正潜力，还有大量的困难亟待解决。

广播重传作为提高无线网络数据可靠性传输的一种方式，也得到了越来越多的关注。为更好地减少重传次数，提高网络吞吐量，重庆邮电大学的姚玉坤等在《广播重传中基于多包解码的高效快速网络编码》中提出了多包解码高效快速网络编码方法，引入了多包解码思想。在经典的网络编码广播重传策略(NCWBR)中，每个编码包重传后，如果解码失败立即丢弃，即使后面解出的数据包能被前面的编码包利用，也会丢弃，这样会造成重传次数的增加。与之不同，多包解码方法中，多个编码包都对每个节点产生作用，即使前面的编码包解码失败，也会储存在缓存中，加以利用，但是多包解码编码策略会造成编码数据包的冗余，两个编码包中存在两个或两个以上数据包相同的情况，致使解码失败，同时也增加了运算的复杂度。本发明解决了这两种方法存在的问题，即去掉了编码过程中存在的冗余，也将无法解码数据包再次重传的问题简化，同时也将重传次数大幅度减少。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法，可以有效减少广播重传次数，提高无线传感器网络吞吐量。

实现本发明目的技术方案：

基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法，其特征在于：

步骤1：源节点向各节点广播信息包，各节点向源节点广播确认信息，进行反馈；

步骤2：源节点收到确认信息，在缓存中形成缓存信息包矩阵；

该矩阵中，各行对应各个节点，各列对应各个信息包，行号、列号分别对应节点、信息包的ID号，节点矩阵中的元素代表对应节点对相应信息包的接收情况，其中，“0”代表该节点接收到了该信息包，“1”代表该节点没有收到该信息包；

步骤3：依次在缓存信息包矩阵中寻找每行的第一个为“1”的位置所对应的信息包；

步骤4：针对步骤3寻找到的各信息包，根据各信息包的ID号，从ID号小的开始编码，形成编码组合信息包，并遵循同一个信息包不在同一个编码序列中重复出现的规则，同时将原位置赋为“0”；

步骤5：重复步骤3、步骤4，直至形成所有编码组合信息包，进入步骤6；

步骤6：源节点向节点广播发送各编码组合信息包；

步骤7：接收节点按照编码组合信息包的发送顺序，对各编码组合信息包进行循环解码，直至全部丢失包解码成功。

2、根据权利要求1所述的基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法，其特征在于：步骤6中，源节点向节点广播发送各编码组合信息包前，进行砍包，即将编码组合信息包通过ID号从小到大进行网络编码异或操作，若两个编码组合信息包中存在两个或两个以上信息包重复，则在其中一个编码组合信息包中，去掉一个ID号最小的信息包。

3、根据权利要求2所述的基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法，其特征在于：步骤7中，若接收节点收到编码组合信息包后，不能成功解码出信息包，则将解码失败的编码组合信息包存储在当前节点的缓存中；再利用之后解码的信息包和之前存在缓存中的编码组合信息包，进行解码。

4、根据权利要求3所述的基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法，其特征在于：步骤7中，对于最终无法解码的信息包，直接重传ID号小的信息包，再利用节点缓存中的编码组合信息包进行解码。

本发明具有的有益效果：