[发明专利]基于改进编码条件和增益保证的无线多跳网编码感知路由

权利要求书

1.一种基于改进编码条件和增益保证的无线多跳网编码感知路由方法，其特征在于，该路由利用改进网络编码条件进行编码机会计算，利用增益保证机制计算网络编码实际增益，具体包括以下步骤：

步骤a.源节点到目的节点的路由请求：

步骤a1.源节点创建目的地为目的节点的路由请求报文RREQ，

步骤a2.RREQ报文在通过中间节点向目的节点转发的过程中，将收集经过的各条无线链路的期望传输次数ETX信息、各中间节点的标识号ID、各中间节点的邻居节点信息，以及当前节点到各邻居节点的无线链路的ETX信息，

步骤a3.RREQ报文到达目的节点后，保存上跳节点到目的节点的链路的ETX信息、目的节点的邻居节点信息、及目的节点到各个邻居节点链路的ETX信息，跳转到步骤b；

步骤b.目的节点到源节点的路由返回：

步骤b1.目的节点收到RREQ报文后，将为该RREQ报文创建对应的路由应答报文RREP，

步骤b2.目的节点将RREQ中保存的探寻得到的路径信息复制到对应的RREP报文中，

步骤b3.RREP报文将依据RREQ中保存的路径，沿着相反方向向源节点返回，目的节点取出下一跳节点，将其转发出去，

步骤b4.RREP报文到达中间节点后，进行网络编码机会计算，

步骤b5.如果不存在网络编码机会，将RREP报文发送给RREQ反向路径上的下一跳节点，

步骤b6.如果当前节点存在网络编码机会，进行实际网络编码增益计算，

步骤b7.如果实际网络编码增益为正值，则将路径信息中的当前节点标记为编码节点，否则不标记当前节点，然后将RREP报文发送给RREQ反向路径上的下一跳节点，

步骤b8.RREP报文到达源节点；

其中，

所述步骤b4中的网络编码机会计算为：

步骤c1.RREP中存储的完整路径为path，获取流经当前节点v的数据流集合为{f₁,f₂,…,f_n}，取出其中的数据流f_i；

步骤c2.如果在路径path上节点v的下游存在节点vd_p，该节点vd_p是数据流f_i上节点v的上游某个节点vu_i的邻居节点，或vd_p就是f_i上节点v的上游节点，且vd_p从vu_i获取的数据包，就是可能在节点v参加编码的数据包，则继续执行步骤c3，否则跳转到步骤c5；

步骤c3.如果在数据流f_i上节点v的下游存在节点vd_i，该节点vd_i是路径path上节点v的上游某个节点vu_p的邻居节点，或vd_i就是path上节点v的上游节点，且vd_i从vu_p获取的数据包，就是可能在节点v参加编码的数据包，则继续执行步骤c4，否则跳转到步骤c5；

步骤c4.path与数据流f_i在节点v存在网络编码机会，

步骤c5.取出{f₁,f₂,…,f_n}中的下一条数据流，跳转到步骤c2；如果{f₁,f₂,…,f_n}中的所有数据流都已遍历，且没有数据流与path在节点v存在网络编码机会，则path在节点v不存在编码机会；

所述步骤b6中的实际网络编码增益计算为：

步骤d1.假定路径path上，节点v到下一跳节点的ETX值为ETX_v，则理论网络编码增益记为ETX_v，

步骤d2.如果vd_p就是f_i上节点v的上游节点，则数据流f_i上用于无线监听所需传输开销Cost_fi为0；否则假定数据流f_i上，节点vu_i到下一跳节点的ETX值为ETX_ui，节点vu_i到节点vd_p的ETX值为ETX_uidp，则数据流f_i上用于无线监听所需传输开销为Cost_fi，且有

步骤d3.如果vd_i就是path上节点v的上游节点，则path上用于无线监听所需传输开销Cost_path为0；否则假定path上，节点vu_p到下一跳节点的ETX值为ETX_up，节点vu_p到节点vd_i的ETX值为ETX_updi，则数据流f_i上用于无线监听所需传输开销为Cost_path，且有

步骤d4.实际网络编码增益Gain＝ETX_v-Cost_fi-Cost_path，返回实际网络编码增益Gain。

2.根据权利要求1所述的基于改进编码条件和增益保证的无线多跳网编码感知路由，其特征在于所述步骤b8中的路径开销计算为：

步骤e1.源节点收到多条RREP报文后，取出每个RREP中的路径信息，以及各条链路的ETX信息，

步骤e2.源节点将路径上被标记为编码节点为出发点的链路ETX值记为0，其他链路ETX值不变，然后计算路径上各条链路ETX值的和，作为路径的开销，

步骤e3.源节点选择代价最小的路径作为路由，

步骤e4.源节点更新路由表，至此，路由过程结束，源节点开始数据发送。