[发明专利]一种基于网络编码的飞行自组网多路径数据传输方法

权利要求书

1.一种基于网络编码的飞行自组网多路径数据传输方法，所述的飞行自组网包含源节点、目的节点和若干中间节点，其特征在于，所述多路径数据传输方法包含以下步骤：

步骤1)，目的节点广播RREQ数据包，通过RREQ数据包的传递，告知源节点发出传输路由请求，所述的RREQ数据包包含源节点ID、目的节点ID和Path Accumulation，所述PathAccumulation用于在RREQ数据包的传递路径中、按照顺序添加上其路过中间节点的ID；

步骤2)，源节点通过接收到的各个RREQ数据包获知到达目的端的各条路径后进行反馈RACK数据包、即构建路由，优先选择不相交多径中的中间节点不相交多径；当中间节点不相交路径数量不能满足数据传输的要求时，再选择链路不相交多径路由作为补充；所述RACK数据包包含源节点ID、目的节点ID和各个中间节点的ID；所述RREQ数据包通过构造的MPR集合来进行传递；

步骤3)，网络编码操作：在源节点、相交节点处、目的节点，执行网络编码的编解码操作以提高数据传输的吞吐量；

步骤3.1)，源节点编码：

步骤3.1.1)，源节点根据待传输数据X的大小将其分割成m个原始数据组，即X＝[X₁,X₂,…,X_m]^T，其中数据块X_i是一个n维的向量，即X_i＝[x_i1,x_i2,…,x_in]，m、n均为大于等于1的自然数；

步骤3.1.2)，源节点从编码域GF(2^q)上随机选取编码向量g_i＝[g_i1 g_i2…g_im](g_ij∈GF(2^q))后，按以下公式对X进行线性编码运算得到编码后的数据块Y_i：

Y_i＝g_i×X＝[y_i1 y_i2...y_in]

步骤3.1.3)，将Y_i打包后沿着路由转发给路由上的下一跳节点；

步骤3.2)，中间节点编码：

步骤3.2.1)，中间节点r收到k个同一组标识的数据包后，重新对数据包进行再编码，r、k均为大于等于1的自然数：

记数据包为Y₁,Y₂......Y_k，第i个数据包的编码向量记为g_i,1,g_i,2......g_i,m，随机从GF(2^q)中选取k×C_path个编码向量，C_path为中间节点r的OLSR多径链路数，每组编码向量中有k个元素，记第i组编码向量记为则数据和向量经过以下公式编码计算出k×C_path个新的编码数据块和新的编码向量：

步骤3.2.2)，中间节点r将组标识、新编码产生的数据块和其对应的新码向量打包后，沿着各个多径链路分别传输k个数据包至下一跳；

步骤3.2.3)，重复步骤3.2.1)至步骤3.2.2)，直至目的节点；

步骤3.3)，目的节点解码：目的节点收到具有同一组标识的数据包时，先存储起来，当收到的数据包数量大于等于m个时根据编码系数和编码结果建立线性方程组，采用高斯消去方法求解该方程组，解码得到原始数据。

2.根据权利要求1所述的基于网络编码的飞行自组网多路径数据传输方法，其特征在于，所述步骤1)中，飞行自组网中各个节点间通过构造MPR集合获取其与周围邻居节点的通信链路情况。

3.根据权利要求2所述的基于网络编码的飞行自组网多路径数据传输方法，其特征在于，飞行自组网中各个节点通过周期性的向外广播自己的心跳信息Hello来构造MPR集合。