[发明专利]一种协作无线网络中期限感知的自适应数据包传输方法

说明书

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，特别涉及一种协作无线网络中期限感知的自适应数据包传输方法。

背景技术

随着计算能力赴的提升和无线领域多种技术的突破，在商业无线网络中许多严格时延要求的服务应运而生，例如在移动蜂窝网中的实时视频通讯；在这些应用中，数据包有严格的截止期限限制，在截止期限前必须到达他们的目的节点，否则他们将变的无效并且被抛弃。

近些年出现了一些新兴的协作传输方法，例如传统网络编码(conventional network coding，CNC)和模拟网络编码(analog network coding，ANC)；CNC一方面可以允许一个中继将至少两个来自不同源节点的数据包编码成一个数据包，然后将编码的数据包广播至目的节点，目的节点解码出所需要的数据包，这个过程减少了传输时间，另一方面，如果目的节点没有接收到足够的用来解码的数据包，CNC的解码延迟可能变得严重；与CNC相比，ANC允许两个信号同时从源节点传输，并且可以在中继叠加来进一步减少传输时间，然而，ANC在信道条件和网络拓扑上有更多的严格的限制。

目前有技术将CNC和ANC与传统的传输方式，例如直接传输(non-relay，NR)和普通的存储转发传输(plain routing，PR)相结合，自适应地选择传输方式，但是这些技术并没有考虑数据包的时间约束条件，因此，这些技术在具有截止期限的数据包的传输问题中并不能有效提高网络传输效率，减少丢包率；在那些考虑到数据包截止期限的技术中，其中一些仅是对数据包的传输顺序进行优化，传输方式依然是单一的传统方式，这就限制了丢包率的进一步改善；另外一些技术考虑了CNC，NR和PR三种传输方式，但是它们采用的链路容量相同，实际情况中，无线环境由于其不稳定性和多样性，信链路容量很难相同，这就使得这些技术在链路状况存在差异时变得不适用；目前并没有一种技术将CNC，ANC，PR和NR四种传输方式相结合，在数据包具有截止期限的条件下自适应地选择合适的传输方案，在这种情况下要获得最优传输方案，可以采用直接的遍历搜索算法，但是这种算法的复杂度很高，为指数级，不适宜实际应用。

发明内容

对现有技术的不足，本发明提出一种协作无线网络中期限感知的自适应数据包传输方法，以达到提高传输效率、减少丢包率和降低计算复杂度的目的。

本发明技术方案如下：

一种协作无线网络中期限感知的自适应数据包传输方法，包括以下步骤：

步骤1、构建初始数据包动态传输拓扑，并确定所有数据包的传输方式，具体步骤如下：

步骤1.1、设定需要传输的数据包个数与每个数据包对应的截止期限，随机选定网络中传输数据包的计算机，每个计算机传输一个数据包，根据选定计算机在网络拓扑中的位置，构建初始数据包动态传输拓扑；

步骤1.2、获得数据包动态传输拓扑中每个数据包单独传输时，进行普通路由传输所需的时间，与该数据包进行直接传输所需的时间，确定其中最短传输时间，并选择该时间对应的传输方式进行数据包传输；

步骤1.3、判断任意数据包e_i与任意数据包e_j是否能够进行传统网络编码传输或模拟网络编码传输，若是，则执行步骤1.4，否则，将数据包进行单独传输；

步骤1.4、获得数据包e_i与数据包e_j的组合e_i,j进行传统网络编码传输所需的时间，同时获得该数据包组合进行模拟网络编码传输所需的时间，确定其中最短传输时间T_i,j，并选择该时间对应的传输方式进行数据包组合传输；

步骤1.5、获得数据包e_i单独传输时，进行普通路由传输所需的时间，与该数据包进行直接传输所需的时间，确定其中最短传输时间T_i；并获得数据包e_j单独传输时，进行普通路由传输所需的时间，与该数据包进行直接传输所需的时间，确定其中最短传输时间T_j，将获得的数据包e_i最短传输时间T_i与数据包e_j最短传输时间T_j进行求和；