[发明专利]基于缓存管理的高效编码感知路由方法

权利要求书

1.一种基于缓存管理的高效编码感知路由方法，包括如下步骤：

(1)在网络中进行编码感知路由发现,根据编码条件寻找进行流间网络编码的节点和路径；

(2)对经过路由发现后在路径上寻找出的编码节点用基于队列长度策略的缓存管理方式进行如下网络训练，实现最优阈值的选取：

2a)设定基于队列长度策略的每一个阈值i的网络吞吐量为：

bit]]>    i＝1,2...L-1

其中，t为采样间隔，b_i为编码节点对应阈值i在间隔t内传输的比特数，L为编码节点的编码队列长度；

2b)将阈值i初始化为1，源节点发送数据包，编码节点对来自不同数据流的数据包进行有效的传输或等待，在数据传输稳定时，记录一个固定的采样间隔t内传输的比特数b₁，同时使阈值i加1，记录下一个间隔t内传输的比特数b₂，以同样的方式编码节点得到对应阈值i在间隔t内传输的比特数b₁,b₂...b_L-1；

2c)从上述得到的比特数b₁,b₂...b_L-1中找出数值最大的元素的下标，作为最优的阈值；

(3)根据编码节点的最优阈值选择网络数据传输方案，即中间节点根据编码机会、缓存状态和给定的最优阈值对接收到的数据包进行编码转发或直接转发或等待。

2.根据权利要求1所述的基于缓存管理的高效编码感知路由方法，其中步骤(1)所述的根据编码条件寻找进行流间网络编码的节点和路径，包括如下步骤：

1a)源节点向邻居节点广播路由请求数据包RREQ，该RREQ包是在原有按需平面距离矢量路由协议AODV的RREQ包的基础上增加了路径信息，该路径信息记录了它所经历的节点；

1b)当中间节点接收到路由请求数据包RREQ时，首先检查是否已经收过该RREQ包，如果是，则丢弃该RREQ包以避免形成环路；如果不是，则中间节点将更新RREQ中的路径信息，将自己添加到该数据流经过的路径上，并且广播此RREQ包；

1c)当路由请求数据包RREQ被目的节点接收到时，目的节点将向源节点反向发送路由应答消息RREP，该RREP中已经包含了所需的路径信息；

1d)当中间节点接收到路由应答消息RREP时，即获得了新路径的路径信息，中间节点根据获得的路径信息判断自己是否能进行流间网络编码：

如果该中间节点保存有其它路径信息，且该路径与新路径在该中间节点的上、下一跳范围内存在重叠，则该中间节点在RREP中把该节点标记为“可以编码”；

1e)当源节点收到路由应答消息RREP包后，源节点将根据该RREP包中包含的潜在编码机会选择路径并开始发送数据包；

1f)当第一个数据包到达中间节点后，该中间节点将保存所选择的新路径的路径信息。

3.根据权利要求1所述的基于缓存管理的高效编码感知路由方法，其中步骤(3)所述的中间节点根据编码机会、缓存状态和给定的最优阈值对接收到的数据包进行编码转发或直接转发或等待，按如下步骤进行：

3a)中间节点根据接收到的数据包头中的数据包类型信息判断该数据包是编码包还是原始包：

如果该数据包类型信息表明此数据包未经过编码，则表明此数据包是原始包；

如果该数据包类型信息表明此数据包经过编码，则检查缓存中是否有用于解码此编码包的其余数据流信息，如果没有，则丢弃该编码包；如果有，则分离出需要的数据流的原始包；

3b)对从编码包中分离出来的原始包和未经过分离的原始包进行判断，判断此中间节点是否是编码节点：如果此中间节点保存有多条路径信息，则表明此中间节点是编码节点，执行步骤3c),如果此中间节点没有保存其它路径信息，则表明此中间节点不是编码节点，并将此原始包根据路由表转发出去；

3c)检查该中间节点是否有其他路径上的数据包到达，如果有，则对来自不同路径的数据包进行编码转发；如果没有，则该中间节点把其插入到编码缓存中然后检查该缓存队列的长度，执行步骤3d)；

3d)将此编码缓存队列长度与给定的最优阈值进行比较：如果编码缓存队列长度大于给定的最优阈值，则直接无编码的转发，否则，在编码队列中进行等待。