[发明专利]一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法

权利要求书

1.一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：当网络中的节点有数据包要发送时，利用基于侦听概率的附加ID信息添加机制首先将该发送节点的ID和符合要求的邻居节点ID添加在即将发送的数据包的头部，用于编码机会的判断；

S2：为步骤S1中得到的带有附加ID信息的数据包确定下一跳转发节点集，集合内的节点是为该数据包预先选取的多个潜在下一跳转发节点；

S3：将带有附加ID信息的数据包组播到转发节点集，集合内的各个节点接收到此数据包后根据数据包头部附加的ID信息进行编码机会判断，计算各自的编码机会次数count。

S4：在转发节点集内选择出最佳节点将数据包编码发送，集合内的其他节点侦听到该数据包被成功发送后，则将该数据包从发送队列中删除。

2.根据权利要求1所述的一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法，其特征在于：定义侦听概率P(s,n_i)，表示当节点在发送数据包时，发送节点的一跳邻居节点n_i能成功侦听并缓存该数据包的概率，表达式为：

P(s,n_i)＝1-P_f(s,n_i) (1)

其中，n_i表示发送节点的第i个邻居节点，P_f(s,n_i)表示发送节点到其邻居节点n_i的链路正向丢包率。

3.根据权利要求1所述的一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法，其特征在于所述步骤S1中基于侦听概率的附加ID信息添加机制的具体方法为：当无线多跳网络中的节点有数据包需要发送时，首先计算该节点与其一跳邻居节点n_i之间的侦听概率P(s,n_i)，然后，依次判断各邻居节点的侦听概率P(s,n_i)与阈值P_th的大小，如果某一邻居节点满足P(s,n_i)>P_th，则将此邻居节点的ID添加到待发送数据包头部，若P(s,n_i)≤P_th，则不将此节点ID进行添加。当P(s,n_i)大于阈值P_th时，说明该链路状态良好，当节点发送该数据后，ID在数据包头部的邻居节点能以较高的概率侦听并缓存该数据包的备份。

4.根据权利要求1所述的一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法，其特征在于所述步骤S2中利用机会转发的思想，为步骤S1中添加的ID信息的数据包确定下一跳转发节点集，集合内的多个节点是该数据包潜在的下一跳转发节点。其中，转发节点集内的节点是该发送节点的下一跳邻居节点，且集合内的各节点能相互侦听。另外，为了避免数据包的转发远离目的节点，该节点必须距离目的节点更近，即转发节点集内节点的ETX度量值要小于发送节点的ETX度量值。

5.根据权利要求1所述的一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法，其特征在于所述步骤S3中，依据数据包头部添加的ID信息进行编码机会判断的方法是：首先，当多个数据包在一起编码时，需要知道目的节点是否已经缓存了能够用于解码的数据包，即保证编码包在目的节点能成功解码。本方法利用数据包附加的ID信息可得知节点是否已经缓存了能用于解码的该数据包备份，为编码机会的判断提供依据，假设中间节点收到来自不同数据流的两个数据包p、q，若同时满足式(2)和式(3)成立，则数据包p、q可进行编码发送：

Dest_p∈Set_q (2)

Dest_q∈Set_p (3)

其中，Dest_p、Dest_q分别表示数据包p、q的目的节点的ID，Set_p、Set_q分别表示数据包p、q附加信息的节点ID集合。

6.根据权利要求1所述的一种节点编码感知的机会转发路由协议设计方法，其特征在于所述步骤S4中转发节点集内最佳转发节点选择的思路是：由于每执行一次网络编码可融合的数据分组数量越多，网络中的吞吐量就越大，所以选择count值最大的节点作为最佳转发节点。具体选择方法为：修改ACK数据包格式，添加count字段，将count值附加在ACK上。由于转发节点集内的各节点可相互侦听，当集合内的节点向上一跳节点反馈ACK时，集合内的其他节点可侦听到此ACK，并得到此节点的编码机会次数count。集合内的节点通过与其他节点的count值比较，若本节点的count值最大，则为最佳转发节点。若发现本节点的count值小于其他节点，则进入等待状态，当侦听到其他count值较大的节点发送此数据包后，将此数据包从节点的发送队列中删除。如果出现多个节点count值相同的情况，则比较节点内ETX度量值，选择ETX值较小的节点进行转发。