[发明专利]多路径编码装置及相关技术

说明书

公开了多路径编码系统、设备和方法。在多路径网络中，设备和方法生成：多个未编码的分组中的至少一个未编码的分组，以在从源节点到目的地节点的第一路径上进行传输；以及基于未编码的分组的集合的至少一个编码的分组，以在从源节点到目的地节点的第二路径上进行传输。未编码的分组的集合是根据要被发送的下一个未编码的分组、多个(α个)先前被发送的未编码的分组以及要在下一个未编码的分组之后被发送的多个(β个)未编码的分组形成、生成或以其他方式提供的，并且α+β大于零。目的地节点进行操作以接收未编码和编码的分组并且根据需要对其进行解码。

背景技术

如本领域中已知的，具有多路径网络拓扑的网络包括在源节点(S)与目的地节点(D)之间的多条路径。这种拓扑通常已经用于实现带宽、可靠性和平均延迟改进方面的改进。

如图1中示出的，具有多路径拓扑的网络包括源节点100、目的地节点200以及源节点与目的地节点之间的信号路径对110、120。当源节点根据常规的多路径技术进行操作时，源节点100同时沿着第一路径110发送第一分组112并且沿着第二路径120发送第二分组122。因此，基本上同时通过两条路径110、120将两个分组112、122发送到目的地节点。这与非多路径系统相反，在非多路径系统中，源节点通过源节点与目的地节点之间的单条路径一次一个地(即，顺序地)发送两个分组。

与非多路径系统相比，使用这种多路径方法提供了带宽的改进和平均延迟的减少(当没有分组丢失时)。

图2示出了根据复制多路径技术进行操作的源节点，其中，分组112、114在第一路径110上从源节点100发送到目的地节点200，并且分组的复制的集合112’、114’基本上同时在第二路径120上从源节点发送到目的地节点200。通过同时在路径110、120中的相应的路径上发送两个分组的集合112、114、112’、114’(其中112’、114’对应于分组的复制的集合112、114)，除非两条路径都被中断，否则在复制多路径系统中的通信不会被中断。因此，利用复制多路径技术，通过在多条路径上发送所有分组，与根据常规的多路径技术(例如，如图1中示出的)进行操作提供的可靠性相比，可以改进可靠性。在具有多路径拓扑的工业网络中，复制多路径技术可以用于减少单个分组时延并且改进可靠性。复制多路径是IEEE802.1CB以太网“帧复制和消除”标准的基础。

表1示出了当使用两条路径时，由源节点发送并在目的地节点处接收到的两个分组A和B的可能时序(即，一种可能的到达模式)。在该说明中，分组同时从源节点发送到目的地节点。如表1的时序图中示出的，与路径1相比，路径2引入了一个时隙的延迟。这导致增加的分组时延。因此，与仅使用单条路径相比，使用多于一条路径可以允许目的地在时间上更早完成(即，使用路径1和路径2两者允许目的地节点处的完成时间比仅使用路径2实现的完成时间快一个时隙)。路径之间的可变性越高，分组时延增益就越高。

表1

众所周知，使用编码可以进一步改进延迟特性。图3示出了常规的编码多路径网络。编码多路径网络避免了复制，因此使用复制多路径网络的带宽的一半。然而，由于要求编码多路径网络中的两条路径(图3中的路径110、120)来传达信息，因此不能保证针对路径损耗的可靠性。例如，在图3中，如果在路径120(即，路径2)上的分组322(即，A-B)的传输被中断，则目的地(D)200可能不接收完整的A和B的分组，而仅基于分组312(即，包含A+B的总和的分组)。

还可以在根据编码多路径技术操作的源节点中使用复制，使得源节点根据复制编码多路径技术进行操作。复制编码多路径技术提供了针对路径损耗的保护。然而，这种方法使用了完整的复制的带宽。

发明内容