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专利号: 2019101605659
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、源节点广播数据包,多个源节点通过中继节点R向M个目的节点广播数据包序列Pj,j∈(1,2,...,N),M≥2,N表示该数据包序列的最大数目,目的节点反馈数据包接收状态信息给中继节点;

S2、中继节点根据目的节点反馈数据包接收状态信息生成数据包接收情况,判断目的节点是否接收所有数据包,若是则结束,否则判断未被接收的数据包中是否存在未超过延迟约束的数据包;

S3、若是,则生成目的节点处数据包剩余时隙和速率图模型;

S4、中继节点根据未被接收的数据包的剩余时隙选择编码优先级,中继节点传输编码包;中继节点根据生成的速率图模型,中继节点选择能使较多目的节点成功接收的数据包加入编码集合,同时确定传输的速率;

S5、中继节点每次传输编码包后根据目的节点反馈信息更新接收状态和数据包的剩余时隙;

S6、根据反馈信息判数据包是否在延迟约束内被目的节点接收,并更新多速率图模型。

2.根据权利要求1所述的一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,所述步骤S1源节点广播数据包,具体包括:源节点通过中继节点R向M个目的节点发送N个数据包p1,p2,p3,p4…pN,其中每个数据包有延迟约束要求,且中继能选择以不同的速率向每个目的节点广播数据包,即信道的速率可调节,对目的节点而言不同的信道速率对应不同的接收成功率θi,设定每个数据分组的长度L=10k,生成目的节点的数据包接收状态信息。

3.根据权利要求2所述的一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,所述步骤S2判断是否存在未超过延迟约束的数据包具体步骤如下:目的节点反馈数据包接收状态信息,Ni表示目的节点Di未接收到的数据包集合,Hi表示目的节点Di已正确接收到的数据包集合,即Ni是目的节点所需求的数据包集合,Hi是目的节点已拥有的数据包集合,判断还未被目的节点接收的数据包中是否存在未超过延迟约束的数据包,若不存在,则说明数据包均已超过对应的延迟限制,此时中继节点依次以接收成功概率最大的速率向目的节点广播所需数据包,若存在数据包仍在延迟约束内,则根据编码策略发送编码包。

4.根据权利要求3所述的一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,所述步骤S3生成数据包剩余时隙和速率图模型具体步骤如下:中继协作无线网络中,源节点通过中继向多个目的节点广播数据包,不同信道速率{r1,r2,r3,r4,…,rz}对应不同接收成功率{θ1,θ2,θ3,θ4,…,θz},每个数据包具有延迟约束,aj表示数据包pj的剩余时隙,每经过一次传输,该数据包的剩余时隙要减去本次传输所消耗的传输延迟,T(pj,di,t)表示时刻t将数据包pj传输到目的节点Di的期望时间,其中di表示目的节点Di,t为时刻。结合每个信道速率r以及数据包接收情况,构建一个由顶点V(t)和边集E(t)组成的速率图模型Gr(V(t),E(t))如下:其中:V(t)表示组成速率图模型的顶点集合,aj(t)表示时刻t数据包pj的剩余时隙大小,而vr,i,j∈V(t),vr,i,j表示目的节点Di可在延迟约束内成功接收以速率r传输的数据包pj,E(t)表示边集合,相连的顶点表示的数据包可组合成编码包,vr,i',j'表示目的节点Di‘可在延迟约束内成功接收以速率r传输的数据包pj’,Hi'和Hi分别表示目的节点Di和Di‘已接收到的数据包。

5.根据权利要求4所述的一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,所述步骤S4选择编码策略,中继节点传输编码包具体步骤如下:编码策略主要有2个原则:

编码优先级

每次传输后,延迟约束小的数据包优先考虑传输,即将延迟限制小的数据包优先考虑加入编码包集合;

速率自适应

速率图模型给出了t时刻中继采用不同速率传输编码包的期望结果,每次选择能使较多目的节点成功接收的数据包加入编码集合,在同样条件下则选择传输成功概率更大的编码包组合;

中继依次广播根据策略选择最优速率广播生成的编码包。

6.根据权利要求5所述的一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,所述步骤S5更新接收状态和剩余时隙具体步骤如下:每次传输后源节点和中继节点根据目的节点反馈信息更新数据包接收情况和数据包的剩余时隙;

Ni:终端Di未接收到的数据包

Hi:终端Di已正确接收到的数据包;

速率ri下每次传输数据包的平均延迟:

aj(t):t时刻目的节点Di处数据包pj的剩余时隙大小

gi,j:接收标志函数,目的节点Di在延迟约束内接收或解码pj的情况,则可以 将方案目标量化为最大 化

即使更多的数据包在延迟约束内被目的节点接收。

7.根据权利要求6所述的一种延迟约束下基于网络编码的中继传输方法,其特征在于,所述步骤S6判断数据包是否在延迟约束内被目的节点接收并更新速率图模型具体步骤如下:中继传输编码包后,判数据包是否在延迟约束内被目的节点接收,并统计大小;

速率图模型Gr(V(t),E(t))表示时隙t时中继以速率r传输每个数据包的接收情况;

顶点V(t)={vr,i,j|pj∈Ni,T(pj,di,t)≤aj(t)}表示能在延迟约束内达到目的节点的数据包;

速率图的的边集合表示为:

E(t)={(vr,i,j,vr,i',j'∈V(t))|di≠di',pj∈Hi',pj'∈Hi}每次选择使较多数据包成功接收的编码包且更新速率图模型,转到S2,直至重传结束。