[发明专利]基于动态反馈的网络数据实时收集方法

权利要求书

1.一种基于动态反馈的网络实时数据收集方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1.布置节点至检测区域，节点包括源节点、接收端节点和中转节点，源节点内设有分层数据包，中转节点内设有简单码字缓存X与复杂码字缓存Y；

S2.源节点根据环境配置计算反馈时机，将反馈时机存储于反馈序列中；

S3.源节点将反馈序列添加到分层数据包中并发送分层数据包，中转节点接收到分层数据包后进行分层；

S4.源节点和中转节点对编码度值d进行初始化，中转节点初始化简单码字缓存X与复杂码字缓存Y，源节点产生源数据并将源数据切分为N个码字；

S5.源节点随机挑选缓存区码字进行编码操作，并把编码完成的数据包随机选择一个邻居节点进行交换，源节点在交换中得到中转节点的反馈数据包，根据反馈数据包执行前期严格过滤、后期概率过滤，得到发送候选包集合C，并在新的度时刻转换序列中得到本轮要发送的度值d；

S6.源节点随机生成一个候选度值б，若候选度б≤d，б值不变，否则，令б＝d，并且，源节点根据候选度值б在码字集合C中随机选取不重复的码字进行编码，并随机挑选邻居节点进行码字交换；

S7.中转节点接收到源节点发送的码字后，对码字进行译码，并将译码结果缓存在X缓存或Y缓存中；

S8.判断当前轮次是否到达延迟效应时刻，若到达延迟效应时刻，中转节点将数据包交换方式改为Pull模式，与邻居节点交换并进入下一步，若没有到达延迟效应时刻，中转节点选择度值编码数据包并进行转发，判断转发轮次是否到达反馈时刻，若没有到达反馈时刻则返回S5，若到达反馈时刻，进入下一步；

S9.当接收端节点未收齐所有码字包时，返回S5，当接收端节点收齐所有码字包时，收集过程结束。

2.根据权利要求1所述的基于动态反馈的网络实时数据收集方法，其特征在于：所述步骤S2中，源节点根据环境配置计算反馈时机，环境配置包括源节点个数、接收端节点个数和数据包个数。

3.根据权利要求1所述的基于动态反馈的网络实时数据收集方法，其特征在于：所述步骤S3中，中转节点的分层具体包括：

S3.1.源节点产生一个分层数据包，其中分层数据包中携带的是一个递增的层级数据i，将其发送给邻居节点；

S3.2.邻居节点取出分层数据包中的i，将自己的层级设置为i，更新分层数据包，设置数据包中的层级信息i＝i+1，并且将这个数据包广播给自己的邻居节点；

S3.3.邻居节点如果已经接收过分层数据包，那么直接把这个数据包丢弃，否则执行返回步骤S3.2；

S3.4.重复步骤S3.2和S3.3，直到所有的转发层节点都得到层级信息。

4.根据权利要求1所述的基于动态反馈的网络实时数据收集方法，其特征在于：所述S5中源节点随机挑选缓存区码字进行编码操作时，挑选步骤包括：

S5.1.设当前网络模型中的网络丢包率为α、源端节点数量为S_n，S_n默认为1、源数据包数量N、中转节点数量F_n，转发层中平均解码数为r′，计算得到中转节点在成功解码r′时收到一个度为d的数据包成功解码的概率_r′,d，

S5.2.计算期望解码序列R_d为：

S5.3.加入反馈消息后，根据前期严格过滤、后期概率过滤准则，得到度为j时需要的理想码字数量为A_j，计算得到度转换时刻序列为：

K为对应转发轮次，Fn为中转节点的数量，∈为强度系数，为每轮解码失败的概率，

S5.3.源节点随机选择编码的数据包S，数据包S的度满足degree(S)≤j。

5.根据权利要求4所述的基于动态反馈的网络实时数据收集方法，其特征在于：所述S8中，延迟效应时刻的推导步骤如下：

S8.1.设每个中转节点内的独立存储转发空间为C，本轮次交换的邻居节点缺失码字数量为m，在度分布中随机选择的度为d，那么当d≤C-m时，可得本轮编码出的码字为无用数据包的概率是：

S8.2.由理想解码序列可得，当满足时，延迟效应加重，即到达延迟效应时刻。

6.根据权利要求4所述的基于动态反馈的网络实时数据收集方法，其特征在于：所述S1中，布置节点至检测区域时，源节点放置在区域边缘位置，接收端节点部署在区域另一侧，在源节点与接收端节点之间随机布置中转节点。