[发明专利]一种利用成对流间网络编码机会的数据流时延保障策略

摘要

本发明公开了一种利用成对流间网络编码机会的数据流时延保障策略，包括以下步骤：分组缓存，在IP层与MAC层之间实现中间层协议，缓存IP层到达的分组，为每条数据流建立虚拟队列，发掘数据流间成对编码机会。统计队列信息，在每个调度时长开始时统计每个队列中数据包个数、权重、时延以及数据流成对编码关系。分组调度，利用整数线性规划方法计算分组的最优发送次序和个数。编码发送，对需要编码的分组进行编码，加上编码头部后，发往MAC层接口处。结束本轮调度，当本轮调度时间到期后返回步骤1，继续调度本轮调度期间到达的数据分组。

主权项

1.一种利用成对流间网络编码机会的数据流时延调度方法，其特征是包括以下步骤：步骤1)建数据流队列缓存IP层到达分组；分组缓存，在IP层与MAC层之间实现中间层协议，缓存IP层到达的分组，为每条数据流建立虚拟队列，发掘数据流间成对编码机会；步骤2)统计队列信息，在每个调度时长开始时统计数据流信息，包括每个队列中数据包个数、权重、时延以及数据流成对编码关系；步骤3)分组调度，利用整数线性规划方法计算分组的最优发送次序；步骤4)编码发送，对需要编码的数据包分组进行编码，加上编码头部后，将数据包按序发往MAC层接口处；步骤5)结束本轮调度，当本轮调度时间到期后返回步骤1)，继续调度本轮缓存的数据分组；步骤1)利用节点的两跳邻居信息来发现成对编码机会；利用小的计算成本，发现多的编码机会；步骤3)将最大化时延到达之前发送数据分组权重和问题规约为整数线性规划问题，并证明能求出最优发送次序；步骤5)划定的调度时间段长度由网络平均时延决定；数据流时延调度方法具体分为3个阶段：编码机会发现，分组调度和分组编码；阶段一：编码机会发现策略，编码机会发现策略，能够利用节点的一跳邻居信息和两跳邻居信息来挖掘数据流间的成对编码关系；对于先应式路由协议，每个节点能够很容易的知道自己的一跳和两跳邻居；对于反应式路由协议，让每个节点利用Hello报文广播自己的一跳邻居信息给邻居；收到邻居的Hello报文后，节点就更新自己的一跳邻居表和两跳邻居表；利用数据流的上下游节点信息以及中间节点的一跳和两跳邻居信息来判断一对数据流是否存在编码关系；将中间节点R收到的数据包，分别缓存到为每个数据流建立的队列中；每条队列都要记录下对应数据流的源节点、目的节点、下一跳地址、权重大小、时延要求、数据包个数信息，还要保存指向数据包列表的指针；每当一个数据包进入节点R时，首先检查这个数据流的队列是否存在，若队列存在，直接将该数据包加入队列中的数据包列表，同时队列信息中数据包个数记录加1；若不存在，则为这个数据流新建一个队列，同时利用队列信息以及编码判断条件来检查这条数据流和已入队的数据流是否存在编码关系；阶段二：分组调度；能根据数据流的编码关系、权重、时延、队列长度信息给出一个最优数据包发送顺序；先定义一个调度区间为T个发送时隙，即在这段时间内能发送出去T个数据包；在每个调度区间的开始，统计队列中记录的数据流信息，编码关系、权重、时延、队列长度，对最大化在时延到达之前发送数据包的权重和问题进行形式化；将经过中间结点的数据流分为两个集合，集合PS中数据流没有编码关系，为单流，集合PC中都是有编码关系的编码对；对于一条单流fk，能被成功转发的数据包为单包，个数为Sk,对于有编码关系的编码有序对(i,j),且满足i

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