[发明专利]一种基于网络编码的6LoWPAN分片可靠传输方法

摘要

本发明公开了一种基于网络编码的6LoWPAN分片可靠传输技术,其中所述6LoWPAN网络包含发送节点和接收节点，由发送节点的“编码与发送方法”和接收节点的“解码方法”两部分组成，发送节点对所要发送的IPv6数据进行分片，利用网络编码对多个分片编码形成多个编码包，再将这些编码包及其编码向量发送给接收节点，接收节点通过解码获得原来的数据分片，并将之还原成原来的IPv6数据包。本发明的有益效果主要表现在：在链路不可靠的低功耗无线个域网中，发送节点无须重发数据包，可以提高传输数据包的可靠性，也可以降低6LoWPAN网络节点的传输能耗。

主权项

1.一种基于网络编码的6LoWPAN分片可靠传输方法，所述的6LoWPAN网络包含发送节点和接收节点，其特征在于：由发送节点的编码与发送步骤和接收节点的解码步骤两部分组成，其中，所述的发送节点的编码与发送步骤包括以下步骤：步骤1. 根据IEEE 802.15.4标准中MAC帧的有效载荷，将一个IPv6数据包分成n片；步骤2. 在有限域GF(2¹⁶)上，选择m个不同的元素1, 2, …, m，组成N个编码向量v₁, v₂, …, v_m如下：（1）其中mn，确定m和N值的具体方法，在步骤5之后给出；步骤3. 将m个分片：K₁, K₂, …, K_m进行线性网络编码，生成N个编码包，，…,如下：（2）步骤4. 向接收方发送N个数据包，每个数据包由编码包及其编码向量组成，即每个数据包包含：和v_k,  其中，k=1, 2, …, N；步骤5. 结束；在所述的发送节点的编码与发送步骤中，所述确定m和N算法由4个步骤确定m和N的值：       步骤1. 置M为尚未发送的分片数，并置m=1；       步骤2. 如果m=M, 则转到步骤5，否则，置m=m+1；步骤3. 如果成立，则转到步骤2，否则，转到步骤4；步骤4. 取，其中表示最小整数上界，参数p是发送节点和接收节点之间无线链路传递数据包的成功率；步骤5. 结束；在p0.5时，取m=4；所述接收方的解码步骤包含以下步骤：步骤1. 将接收到的来自同一个IPv6数据包的m个分片所组成的数据包的编码向量组成一个mm矩阵，采用高斯消元法求解一个m个方程m个未知数的方程组，进而得出m个数据分片，接收方接收到以下m个数据包，它们包含编码包及其编码向量：和v_k， 其中，k=1, 2, …, m，则接收方得到以下线性方程组：通过高斯消元法可得原来的m个数据分片K₁, K₂, …, K_m如下：步骤2. 在获得n个分片组成原来的IPv6数据之后，向发送方发送一个确认数据包；步骤3. 结束。