基于网络编码的加权广播重传方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103580803103580803A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201310481617.5(22)申请日2013.10.15(71)申请人中国人民解放军理工大学地址210007江苏省南京市御道街标营2号(72)发明人张更新苟亮边东明谢智东胡婧张威张飞李永强孙谦孔博(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人吴茂杰朱显国(51)Int.Cl.H04L1/00(2006.01)H04L1/18(2006.01)H04W72/12(2009.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图6页附图6页(54)发明名称基于网络编码的加权广播重传方法(57)摘要本发明公开一种基于网络编码的加权广播重传方法，包括如下步骤：根据各接收节点数据包反馈的数据包状态信息和链路状态信息，构建加权数据包分布矩阵；以加权数据包分布矩阵为基础，在源节点进行编码数据包的选取；源节点将选取的数据包进行XOR编码后，广播重传给各接收节点；各接收节点在接收到编码数据包后进行译码，并将译码后的数据包状态信息和链路状态信息反馈给源节点；源节点根据接收节点的反馈信息，判断传输是否完成，如未完成则重新开始新一轮的编码重传。本发明的方法，能在链路状态不均衡网络环境下，以低的计算复杂度实现高的传输效率。可广泛适用于各种具有反馈的广播网络。CN103580803ACN10358ACN103580803A权利要求书1/2页1.一种基于网络编码的加权广播重传方法，其特征在于，包括如下步骤：10）构建加权数据包分布矩阵：根据各接收节点数据包反馈的数据包状态信息和链路状态信息，构建加权数据包分布矩阵；20）选取编码数据包：以加权数据包分布矩阵为基础，在源节点进行编码数据包的选取；30）数据包XOR编码重传：源节点将选取的数据包进行XOR编码后，广播重传给各接收节点；40）数据包译码反馈：各接收节点在接收到编码数据包后进行译码，并将译码后的数据包状态信息和链路状态信息反馈给源节点；50）判断传输是否完成：源节点根据接收节点的反馈信息，判断传输是否完成，如未完成则重新开始新一轮的编码重传。2.根据权利要求1所述的基于网络编码的加权广播重传方法，其特征在于，所述构建加权数据包分布矩阵（10）步骤具体为：11）构建数据包分布矩阵：构建一个N×M的数据包分布矩阵，其中N为接收节点数目，M为一个广播段的数据包数目；12）矩阵元素赋初值：根据各接收节点反馈的数据包状态信息，对数据包分布矩阵中各元素赋初值，形成一个“0,1”矩阵；13）矩阵元素二次赋值：源节点根据接收节点估计并反馈的链路丢包率，对数据包分布矩阵进行第二次赋值，从而完成加权数据包分布矩阵的构建。3.根据权利要求2所述的基于网络编码的加权广播重传方法，其特征在于，所述矩阵元素赋初值（12）步骤具体为：如果接收节点Ri成功接收数据包Pj，则PDM(i,j)=0，否则PDM(i,j)=1，其中PDM为数据包分布矩阵。4.根据权利要求2所述的基于网络编码的加权广播重传方法，其特征在于，所述矩阵元素二次赋值（13）步骤具体为：131）以每个(1–pi)乘以PDM矩阵的第i行形成加权数据包分布矩阵WPDM；132）如果wi,j=1–pi>0，表示接收节点Ri没有接收到数据包Pj，且源节点和Ri之间的链路成功传输一个数据包的概率为1–pi，其中pi为源节点和接收节点Ri之间链路的丢包率；133）如果wi,j=0，表示Ri已成功接收到数据包Pj；其中，{wi,j}(0≤wi,j<1;i=1,2,...,N;j=1,2,...，M)表示加权数据包矩阵中的元素。5.根据权利要求1所述的基于网络编码的加权广播重传方法，其特征在于，所述选取编码数据包（20）步骤具体为：21）确定编码可解性条件：假设在第k次重传中发送编码包如果接收节点Ri想从该编码包中解出它丢失的一个原始包，即具有可解性，那么加权数据包分布矩阵必须满足下面的条件2CN103580803A权利要求书2/2页22）确定传输增益：在第k次传输中发送编码数据包接收节点Ri接收并成功译出一个原始数据包的概率为传输增益即23）确定总传输增益：在第k次传输中发送编码数据码包成功接收并译出一个原始数据包的接收节点数目的期望值为总传输增益Gk，即24）单数据包选取：根据加权数据包分布矩阵选取一个数据包Ph，使记作max，将该列的系数加入到空的数组T中；25）双数据包选取：根据加权数据包分布矩阵选取两个数据包，使发送这两个数据包所形成的编码数据包对应的Gk最大，如果Gk大于max，则用Gk更新max，并用这两个数据包的系数更新数组T；26）编码数据包选取：从不包含