[发明专利]基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法及系统

权利要求书

1.一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、响应于目标车辆的请求，建立车间通信场景；

S2、车间通信场景中m辆资源车辆对发送队列中的M个原始数据包进行随机线性网络编码，并将编码后的数据包广播给中间车辆；

S3、n辆中间车辆对编码后的数据包再次进行随机线性网络编码，并将二次编码后的数据包发送给目标车辆；

S4、目标车辆以接收到的二次编码后的数据包数量为状态信息i，将状态信息i反馈给中间车辆和资源车辆；

S5、判断到状态信息i的数量等于M，目标车辆对接收到的二次编码后的数据包进行解码，得到M个原始数据包；

S6、资源车辆更新发送队列并返回步骤S2，循环直至目标车辆解码获得所需信息对应的所有数据包，本次车间通信的信息传输完成。

2.根据权利要求1所述一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，还包括：

获取车间通信场景的时延概率分布并计算时延均值。

3.根据权利要求2所述一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，所述响应于目标车辆的请求，建立车间通信场景这一步骤，其具体包括：

以目标车辆为信宿节点、资源车辆为信源节点、中间车辆为中间节点；

构建多源单宿无线广播网络作为车间通信场景。

4.根据权利要求3所述一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，所述目标车辆以接收到的二次编码后的数据包数量为状态信息i，将状态信息i反馈给中间车辆和资源车辆这一步骤，其具体包括：

若中间节点收到的反馈信息i≤M-n，n个中间节点都将继续编码本地的数据包并发送给信宿节点；

若中间节点收到的反馈信息i＞M-n，距离信宿节点最远的n-(M-i)个中间节点将不再参与传输工作，剩下的M-i个中间节点继续参与数据包的编码与传输工作。

5.根据权利要求4所述一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，所述获取车间通信场景的时延概率分布这一步骤，其具体包括：

根据状态信息计算接收概率并根据接收概率得到转移矩阵P_T；

根据转移矩阵P_T得到经过t个时隙后信宿节点的状态矩阵S_t；

根据状态矩阵S_t计算该车间通信场景的时延概率分布；

根据该车间通信场景的时延概率分布求得时延均值。

6.根据权利要求5所述一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，所述根据状态信息计算接收概率并根据接收概率得到转移矩阵P_T这一步骤，其具体包括：

判断到状态信息0≤i≤M-n；

接收概率P＝[P₀ P₁ ... P_n-1 P_n]_1×(n+1)，其中，所述k是每个时隙信宿节点成功接收的再编码数据包数量，所述p_e是中间节点与信宿节点间每条无线信道的丢包率；

判断到状态信息M-n≤i≤M-1；

接收概率P′＝[P₀′ P₁′ ... P′_M-i-1 P′_M-i 0 0 ...]_1×(n+1)，所述k是每个时隙信宿节点成功接收的再编码数据包数量，所述p_e是中间节点与信宿节点间每条无线信道的丢包率；

将所有的P和P′结合生成转移矩阵P_T。

7.根据权利要求6所述一种基于随机线性网络编码降低车间通信时延的方法，其特征在于，所述时延均值的表达式如下：

E(t)＝∑t×P_t

上式中，E(t)表示时延均值，t表示经过某个时隙的时延，Pt表示时延为t的概率。