[发明专利]基于认知的自组织网络分层网络编码多播方法

摘要

本发明公开了一种基于认知的自组织网络分层网络编码多播方法，主要解决现有方法在自组织网络拓扑频繁变化时，不断获取全网拓扑信息造成无线频谱资源的大量损耗，以及局部拓扑变化或某条链路出错导致部分信宿节点不能成功解码的问题。其具体过程为：发hello包获取网络拓扑状态；按最大连接度分群算法对网络进行分群；对已划分好的群进行分级；从级数最大的群开始，逐级在每个群中构造最优网络编码方案；所有节点分级进行数据传输；若信宿节点都正确接收数据结束本次多播。本发明降低了在不断更新拓扑信息时无线资源的损耗，提高了信宿节点成功解码的概率，减少了数据成功传输时间，用于自组织网络多播场景中。

主权项

一种基于认知的自组织网络分层网络编码多播方法，包括以下步骤：(1)网络中所有节点进行拓扑发现，获取网络拓扑状态；(2)根据已获取的拓扑状态对网络进行分群：将信源节点作为一个群首，其余群首利用最大连接度分群算法进行选举，将群首的三跳内节点作为本群的成员节点，将相邻两个群交叠部分的节点作为网关节点，分群后网络中的节点被分为3种：群首、网关节点及普通节点；(3)对已分好的群进行分级，将信源节点所在的群作为第一级群，将与第一级群有交叠部分的群作为第二级群，依此类推，完成对群的分级；(4)从网络中级数最高的群开始，按照级数减少的顺序，逐级按照如下步骤在每个群中构造最优网络编码方案：(4.1)群首根据本群拓扑状态，依次选取与本群相邻且级数低一级群之间的网关节点作为待选编码网关节点，以待选编码网关节点作为本群内信源节点，以本群内信宿节点和所有与本群相邻且级数高一级群的编码网关节点作为本群内信宿节点，设计本群的多播网络编码方案，并计算该网络编码方案的多播速率，作为待选编码网关节点的多播速率；(4.2)群首通过比较，选取多播速率最大的待选编码网关节点作为本群的编码网关节点，将其网络编码方案作为本群的最优网络编码方案，并将选取结果告诉本群内所有节点；(4.3)判断群首是否为信源节点，若是，将信源节点作为第一级群的编码网关节点，转步骤(5)，否则将本群选出的编码网关节点告诉与本群相邻且级数低一级群的群首，对与本群相邻且未构造出最优网络编码方案的群，返回步骤(4.1)；(5)从信源节点所在的第一级群开始，按照级数增加的顺序，采用每个群中的最优网络编码方案，分级进行数据分组的传输：(5.1)编码网关节点按照本群的最优网络编码方案，将数据分组发送给本群信宿节点和所有与本群相邻且级数高一级群的编码网关节点；(5.2)若本群信宿节点和所有与本群相邻且级数高一级群的编码网关节点正确接收，转步骤(5.1)进行后续数据分组的持续传输，若出错，按照步骤(4)重新构造本群的最优网络编码方案后，转步骤(5.1)对出错的数据分组进行重传；(6)结束本次多播过程，若网络中有其他节点发起多播，将其作为新的信源节点，转步骤(2)。