[发明专利]一种无线网络中基于网络编码的机会路由选择方法

说明书

本发明涉及无线通信网络下的机会路由选择领域，具体涉及一种无线网络中基于网络编码的机会路由选择方法，所述方法包括源节点发送数据流，选择出候选转发集合；所述候选转发集合中的节点根据侦听到的下游节点的信息，得到编码机会和数据包长度；候选节点根据节点存储信息和该节点的候选转发集合中的信息来计算出路由度量；所述候选转发集合中的节点根据节点的路由度量来设置转发优先级，用以协调转发数据包。本发明在进行编码转发时，可以通过数据包长度的匹配和编码机会的寻找，进一步增加有效数据的传输，从而提升该网络吞吐量和传输稳定性。

技术领域

本发明涉及网络编码下的机会路由选择技术领域，具体涉及一种无线网络中基于网络编码的机会路由选择方法。

背景技术

无线多跳网络是一种由带有无线收发设备的节点，以自组织的方式构建的无线通信系统。网络中每个节点功能与地位对等，没有中心化节点，也不需要任何网络基础设施，无线多跳网络可以在极端环境下快速部署网络，且网络具有组网灵活、部署快速、成本低廉、可扩展性强、抗毁性和健壮性强等优势。尽管无线网络易于组织，转移位置方便，但还存在一些限制性的特征，例如多径效应、信道冲突、信号衰落、网络环境不稳定等相关问题都会使得无线网络的性能大打折扣。

Ahlswede等人在2000年首先提出网络编码(Network coding，NC)的概念，它改变了传统通信网络中信息的处理和传输方式，允许网络中间节点对接收到的信息进行编码处理后再转发。而在传统的网络中，其编码机会主要来源于多条数据流的交会获得，而这种方式是被动的。因此为了获得更多的编码机会，就需要重新设计路由选择规则，从而感知路由就应运而生。而感知路由根据其选择方式的不同又分为确定式路由和机会式路由。确定式路由在路由发现过程中通过交换路由表来寻找端到端的最优路径，而在多流的情况下就是通过不同流的综合考量而非单链路的最优链路改变其路由链路使其获得更多的相交机会也就是编码机会。而与之对应的就是机会式路由，在机会式路由协议中在发起数据传输前，无需事先建立从源节点到目的节点的确定路径。而是直接由源节点发送广播数据，接收到数据的所有下一跳节点根据已有信息选择其中能最优到达目的节点的节点继续转发数据，直到目的节点接收到数据。在网络环境不稳定的情况下，机会式路由通过主动探索编码机会能更加适应感知路由的要求。

在现在大部分机会式感知路由中，以编码机会作为其转发优先级的评判标准，而对数据包的大小并没有做过多的考虑。而在数据包编码的过程中大小不一的数据包编码在一起是按照数据量大的数据包作为基准，然后把数据量小的数据包进行编码，而多余的数据量就是以填充0的方式进行编码。这种填充方式将会导致网络中存在大量的无效传输数据，使得传输单位数据包的时间变长，带来了更多不必要的时延，同时这些无效传输数据还造成系统的整体吞吐量降低。

发明内容

基于现有技术存在的问题，为了减少无效传输数据，本发明在路由选择方式中提出新的转发优先级设定方法，通过综合编码数据包的大小和编码机会的所提供的编码收益大小来选择转发节点，从而通过增加有效传输数据来提升整体网络中的吞吐量。本发明提出了一种无线网络中基于网络编码的机会式路由选择方法。通过在机会式路由中转发优先级的设定中提出一种新的路由度量，而该度量根据预期传输次数计算得到，然后根据其优先级设置转发集合中节点的转发倒计时，从而达到协调转发的目的。而通过此方法可以提升网络中的有效数据的传输，从而提升网络吞吐量。

本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：

一种无线网络中基于网络编码的机会路由选择方法，所述方法包括：

S1、源节点发送数据流，根据通信距离和下游节点的预期传输次数选择出候选转发集合；

S2、所述候选转发集合中的节点根据侦听到的下游节点的信息，得到编码机会和数据包长度；

S3、按照节点的预期传输次数计算得到路由度量，并按照所述路由度量为所述候选转发集合中的节点设置转发优先级；