《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于節(jié)點(diǎn)編碼感知的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議
2017年電子技術(shù)應(yīng)用第9期
姚玉坤,王 宇,呂盼成
重慶郵電大學(xué) 移動(dòng)通信技術(shù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶400065
摘要: 針對(duì)現(xiàn)有考慮節(jié)點(diǎn)編碼機(jī)會(huì)的編碼感知路由協(xié)議ExCAR(a coding-aware routing protocol termed extended coding aware routing)在無線鏈路不穩(wěn)定的情況下轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)的節(jié)點(diǎn)在計(jì)算編碼機(jī)會(huì)時(shí)可能產(chǎn)生誤判,以及在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)選擇最優(yōu)編碼節(jié)點(diǎn)時(shí)需要交換大量的數(shù)據(jù)包緩存信息會(huì)導(dǎo)致較大的端到端時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)開銷等問題,提出一種適用于多跳無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)編碼感知機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議NAOFP(node network coding aware opportunistic forwarding routing protocol)。NAOFP協(xié)議通過引入基于偵聽概率的附加ID信息添加機(jī)制和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集的最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制,提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量和編碼包的解碼成功率,減小了數(shù)據(jù)包的平均端到端時(shí)延。仿真結(jié)果表明,與ExCAR協(xié)議相比,NAOFP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、平均端到端時(shí)延、編碼包的解碼成功率等方面的性能均得到了有效的改善。
中圖分類號(hào): TN92
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.166813
中文引用格式: 姚玉坤,王宇,呂盼成. 基于節(jié)點(diǎn)編碼感知的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2017,43(9):119-122.
英文引用格式: Yao Yukun,Wang Yu,Lv Pancheng. An opportunistic forwarding routing protocol based on node network coding-aware[J].Application of Electronic Technique,2017,43(9):119-122.
An opportunistic forwarding routing protocol based on node network coding-aware
Yao Yukun,Wang Yu,Lv Pancheng
Chongqing Key Laboratory of Mobile Communication Technology,Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065,China
Abstract: The existing coding-aware routing protocols may have the problems of misjudging coding opportunities under unstable link state and requiring exchanging huge packets information in selecting the optimal coding node from forwarder set which could lead to large end-to-end delay and high network overhead.To solve these problems, a node network coding aware opportunistic forwarding routing protocol(NAOFP)is proposed by this paper. By introducing two mechanisms of adding additional ID based on high probability of intercept and the optimal forwarding node selection in forwarder set, the NAOFP protocol has obvious advantages in improving the network throughput and the probability of decoding and also reducing the end-to-end delay. Simulation results show that, compared with ExCAR , the NAOFP protocol has a better performance in network throughput, end-to-end delay and the probability of decoding.
Key words : multi-hop wireless networks;network coding;coding-aware;opportunistic forwarding;listening probability

0 引言

    2000年,AHLSWEDE R等人首次提出了網(wǎng)絡(luò)編碼[1]的理論。網(wǎng)絡(luò)編碼允許中間節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后轉(zhuǎn)發(fā),增加了單次轉(zhuǎn)發(fā)的信息量。相比于傳統(tǒng)的傳輸方式可以減少信息的傳輸次數(shù),提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量,實(shí)現(xiàn)理論上的最大傳輸容量。

    編碼感知[2]是指在路由建立過程中把編碼機(jī)會(huì)考慮進(jìn)去,通過主動(dòng)探索、創(chuàng)造并利用網(wǎng)絡(luò)中潛在的編碼機(jī)會(huì),使網(wǎng)絡(luò)的吞吐量得到進(jìn)一步的提高。將編碼感知與路由算法相結(jié)合已成為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略的一個(gè)重要研究方向。隨著對(duì)無線多跳網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)編碼路由協(xié)議研究的不斷深入,學(xué)者們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的路由協(xié)議中編碼機(jī)會(huì)得不到充分的利用,并沒有讓網(wǎng)絡(luò)編碼的性能得到最大限度的利用。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中,如何發(fā)現(xiàn)并利用更多的編碼機(jī)會(huì)已成為科研人員研究的重點(diǎn)。

    文獻(xiàn)[3]由KATTI S等人首次提出了適用于無線 mesh的網(wǎng)絡(luò)編碼路由協(xié)議COPE。在COPE協(xié)議中節(jié)點(diǎn)利用機(jī)會(huì)監(jiān)聽和網(wǎng)絡(luò)編碼減少了數(shù)據(jù)傳輸次數(shù),提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。但節(jié)點(diǎn)需要周期性地廣播控制報(bào)文信息,且只能探索兩跳范圍內(nèi)的編碼機(jī)會(huì),限制了網(wǎng)絡(luò)編碼的性能。CORE[4]與CORMEN[5]是將編碼感知與機(jī)會(huì)式路由相結(jié)合,規(guī)定在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)選擇具有更多編碼機(jī)會(huì)的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,這樣在一次傳輸過程中更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)中的編碼機(jī)會(huì)。該類協(xié)議采用的編碼機(jī)制也是COPE,但它需要維護(hù)兩跳范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包信息,編碼帶來的網(wǎng)絡(luò)開銷較大。文獻(xiàn)[6]根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的社會(huì)屬性設(shè)計(jì)了一種編碼節(jié)點(diǎn)狀態(tài)感知的容遲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制,該機(jī)制減少了網(wǎng)絡(luò)資源開銷,改善了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。文獻(xiàn)[7]提出了一種適用于無線mesh網(wǎng)絡(luò)的編碼感知且負(fù)載均衡的多播路由,在編碼感知的基礎(chǔ)上增加了對(duì)路徑上所有節(jié)點(diǎn)通信密集程度與網(wǎng)絡(luò)擁塞程度的考慮。

    充分考慮節(jié)點(diǎn)編碼機(jī)會(huì)的編碼感知路由協(xié)議[8] ExCAR能有效地發(fā)現(xiàn)多跳范圍的編碼機(jī)會(huì),但該協(xié)議在節(jié)點(diǎn)編碼機(jī)會(huì)計(jì)算時(shí)可能存在誤判以及在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)選擇最優(yōu)編碼節(jié)點(diǎn)時(shí)需要交換大量的數(shù)據(jù)包緩存信息,會(huì)導(dǎo)致較大的時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)開銷。為解決ExCAR協(xié)議存在的問題,本文提出了一種適用于多跳無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)編碼感知機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議——NAOFP,并對(duì)該路由協(xié)議的性能進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證。

1 ExCAR協(xié)議問題描述

    經(jīng)深入研究,發(fā)現(xiàn)ExCAR協(xié)議存在以下缺陷:

    (1)原協(xié)議為了判斷數(shù)據(jù)包在中間節(jié)點(diǎn)的編碼機(jī)會(huì)時(shí),將發(fā)送節(jié)點(diǎn)的所有一跳鄰居節(jié)點(diǎn)的ID全部附加到即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包上,沒有考慮實(shí)際的無線網(wǎng)絡(luò)鏈路存在不穩(wěn)定性,在判斷編碼機(jī)會(huì)時(shí)可能會(huì)造成誤判,導(dǎo)致到達(dá)的編碼包不能成功解碼,浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。

    (2)原協(xié)議在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí),需要節(jié)點(diǎn)計(jì)算自己的編碼機(jī)會(huì),而且集合內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地轉(zhuǎn)發(fā)各自擁有的數(shù)據(jù)包信息和偵聽緩存的數(shù)據(jù)包信息來計(jì)算其他節(jié)點(diǎn)的編碼機(jī)會(huì),最后通過與其他節(jié)點(diǎn)的比較選擇出最佳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。在此過程中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸開銷和計(jì)算開銷比較大,同時(shí)由于計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)集內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)的編碼機(jī)會(huì)也會(huì)增加數(shù)據(jù)包的處理時(shí)延。

    (3)原協(xié)議在偵聽緩存時(shí)把附加信息packet holders也一并放入緩存中,但這些packet holders附加信息對(duì)解碼不起作用,且占據(jù)了一定的緩存空間。

2 NAOFP協(xié)議

    本文提出的NAOFP協(xié)議通過引入基于偵聽概率的附加ID信息添加、最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇、數(shù)據(jù)包的高效緩存3個(gè)新的機(jī)制來解決ExCAR協(xié)議存在的上述3個(gè)問題。下面對(duì)NAOFP協(xié)議的編碼機(jī)會(huì)的判斷、提出的新機(jī)制以及該協(xié)議的具體執(zhí)行步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 編碼機(jī)會(huì)的判斷

2.1.1 基于偵聽概率的附加ID信息添加機(jī)制

    節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí),將該節(jié)點(diǎn)的ID和一跳鄰居節(jié)點(diǎn)的ID添加在即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包頭部。為保證編碼包的解碼成功率,在添加附加ID時(shí)需要將發(fā)送節(jié)點(diǎn)與其鄰居節(jié)點(diǎn)的鏈路情況考慮進(jìn)來。該機(jī)制具體步驟如下:

    (1)計(jì)算。依次計(jì)算發(fā)送節(jié)點(diǎn)S與其各個(gè)一跳鄰居節(jié)點(diǎn)ni的偵聽概率P(s,ni):

    tx7-gs1.gif

其中,P(s,ni)為鄰居節(jié)點(diǎn)ni成功偵聽到節(jié)點(diǎn)S發(fā)送數(shù)據(jù)包的概率,ni為發(fā)送節(jié)點(diǎn)S的第i個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn),Pf(s,ni)為節(jié)點(diǎn)S到其鄰居節(jié)點(diǎn)ni的鏈路正向丟包率;

    (2)判斷。依次判斷每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的偵聽概率P(s,ni)與閾值Pth的大小;

    (3)添加。如果某一鄰居節(jié)點(diǎn)的P(s,ni)比閾值Pth大,說明S到該鄰居節(jié)點(diǎn)ni的鏈路狀況良好,則將此鄰居節(jié)點(diǎn)的ID附加到待發(fā)數(shù)據(jù)包p的頭部。

    如圖1所示,節(jié)點(diǎn)S1需發(fā)送數(shù)據(jù)包p到目的節(jié)點(diǎn)D1,節(jié)點(diǎn)S2需發(fā)送數(shù)據(jù)包q到目的節(jié)點(diǎn)D2。當(dāng)S1在發(fā)送數(shù)據(jù)包p前,利用基于偵聽概率的附加ID信息添加機(jī)制將符合要求的節(jié)點(diǎn)ID添加到數(shù)據(jù)包P的頭部,假設(shè)其鄰居節(jié)點(diǎn)R1、R2、D2的偵聽概率均滿足上述要求,則數(shù)據(jù)包p的附加ID信息的添加情況如圖2所示。

tx7-t1-t2.gif

    在數(shù)據(jù)包相遇時(shí),可由packet holders信息得知哪些節(jié)點(diǎn)已緩存了該數(shù)據(jù)包的備份。

2.1.2 編碼機(jī)會(huì)判斷規(guī)則

    數(shù)據(jù)包能在一起編碼的前提是目的節(jié)點(diǎn)已緩存了能用于解碼的數(shù)據(jù)包,保證編碼包在目的節(jié)點(diǎn)能成功解碼。本文利用附加ID信息來判斷數(shù)據(jù)包在編碼前目的節(jié)點(diǎn)是否已緩存了用于解碼的數(shù)據(jù)包。假設(shè)中間節(jié)點(diǎn)收到來自不同數(shù)據(jù)流的兩個(gè)數(shù)據(jù)包p、q,若同時(shí)滿足式(2)和式(3)成立,則數(shù)據(jù)包p、q可進(jìn)行編碼發(fā)送。

 tx7-gs2-3.gif

2.2 最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制

    轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)的節(jié)點(diǎn)各自計(jì)算本節(jié)點(diǎn)的編碼機(jī)會(huì),然后各節(jié)點(diǎn)間只需通過交換各自的編碼機(jī)會(huì)次數(shù)選擇出次數(shù)最多的節(jié)點(diǎn)。

    假設(shè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)有x、y兩個(gè)節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到帶有附加ID信息的數(shù)據(jù)包p時(shí),從轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)選擇出最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的具體步驟如下:

    第一步:轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)各自計(jì)算編碼機(jī)會(huì)次數(shù)count,即節(jié)點(diǎn)x、y的發(fā)送隊(duì)列中能與數(shù)據(jù)包p一起編碼發(fā)送的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)。以節(jié)點(diǎn)x為例,具體計(jì)算過程如下所示。

輸入:p ; //節(jié)點(diǎn)x收到帶有附加ID的數(shù)據(jù)包p

輸出:count(x) ; //節(jié)點(diǎn)x的輸出隊(duì)列中能與P一起編碼的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)

Procedure:

count(x)=0;

    while(node x output queue !=Null)   {

    for(i=1;i<n;i++)   {

     //判斷是否滿足編碼機(jī)會(huì)判斷規(guī)則,其中pi表示節(jié)點(diǎn)

       x的輸出隊(duì)列中的第i個(gè)數(shù)據(jù)包

    If(Dest_p∈Setpi && Dest_pi∈Setp)   {

    pcode1=p⊕pi;//進(jìn)行編碼,獲得編碼包pcode1

    Count(x) ++;//更新編碼包pcode1的附加信息

    Setpcode1=Setp∩Setpi;

    Dest_pcode1=Dest_p∪Dest_pi;

    pcode1 is stored to the buffer;

    remove pi from output queue;

    p=pcode1; }

    continue; }

    return  count(x); }

    同理,節(jié)點(diǎn)y也可以通過上述過程計(jì)算出能與p一起編碼的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)count(y)。

    第二步:轉(zhuǎn)發(fā)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)交換各自的編碼機(jī)會(huì)。此時(shí),節(jié)點(diǎn)x知道count(y)的值,節(jié)點(diǎn)y知道count(x)的值;

    第三步:轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)的節(jié)點(diǎn)通過與其他節(jié)點(diǎn)的count值比較,如果發(fā)現(xiàn)自己的count值最大,則選為最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。

2.3 數(shù)據(jù)包高效緩存機(jī)制

    由于無線鏈路的廣播特性,網(wǎng)絡(luò)中有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí),位于該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)能夠以一定的概率偵聽到該數(shù)據(jù)包并放入緩存中,用于編碼數(shù)據(jù)包的解碼。在NAOFP協(xié)議中,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)偵聽到數(shù)據(jù)包時(shí),去掉附加在數(shù)據(jù)包上的packet holders信息后放入緩存。由于去掉了packet holders附加信息,在節(jié)點(diǎn)緩存大小相同的情況下能夠緩存更多數(shù)量的數(shù)據(jù)包用于解碼,提高了編碼包的解碼成功率,進(jìn)而提高了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際吞吐量。

2.4 NAOFP協(xié)議的執(zhí)行步驟

    NAOFP協(xié)議各階段的具體執(zhí)行步驟如下。

    (1)附加ID信息的添加

    當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)包要發(fā)送時(shí),按照2.1.1節(jié)所述的基于偵聽概率的附加ID信息添加機(jī)制將該發(fā)送節(jié)點(diǎn)的ID和符合要求的鄰居節(jié)點(diǎn)ID添加在即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包的頭部,用于編碼機(jī)會(huì)的判斷。

    (2)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集的選取

    在NAOFP協(xié)議中不預(yù)先使用指定的節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā),而是在數(shù)據(jù)包發(fā)送前預(yù)先選取多個(gè)節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)包的潛在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)的集合即為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集。以下為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)選取所必須滿足的條件:

    ①該節(jié)點(diǎn)必須是發(fā)送節(jié)點(diǎn)的下一跳鄰居節(jié)點(diǎn);

    ②為了避免數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)離目的節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)必須距離目的節(jié)點(diǎn)更近。本文使用ETX度量值來衡量,即轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)的ETX度量值要小于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的ETX度量值;

    ③在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)的節(jié)點(diǎn)必須能夠相互偵聽;

    ④轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集選取節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不應(yīng)超過6個(gè)。

    (3)最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的選擇

    將帶有附加ID信息的數(shù)據(jù)包發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)的節(jié)點(diǎn)后,按照2.2節(jié)所述的最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制,選擇出具有編碼機(jī)會(huì)數(shù)量最大的節(jié)點(diǎn)選作該數(shù)據(jù)包的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。如果轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)出現(xiàn)具有相同編碼機(jī)會(huì)次數(shù)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),應(yīng)選擇ETX度量值最小的節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)集內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)偵聽到該數(shù)據(jù)包被成功發(fā)送后,將該數(shù)據(jù)包從發(fā)送隊(duì)列中刪除。

    網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)偵聽到的數(shù)據(jù)包按照2.3節(jié)所述的數(shù)據(jù)包高效緩存機(jī)制進(jìn)行處理。

3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

3.1 仿真場(chǎng)景及參數(shù)設(shè)置

    本文采用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET 14.5版本搭建仿真平臺(tái),對(duì)NAOFP協(xié)議與ExCAR協(xié)議的性能進(jìn)行分析與比較。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景是在500 m×500 m的區(qū)域范圍內(nèi)隨機(jī)分布15個(gè)無線節(jié)點(diǎn),其中MAC層使用較為普遍的IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。具體的仿真參數(shù)設(shè)置如表1所示。

tx7-b1.gif

3.2 仿真結(jié)果分析

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)吞吐量

    如圖3所示,NAOFP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)吞吐量在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下均高于ExCAR協(xié)議。這是由于NAOFP協(xié)議在進(jìn)行數(shù)據(jù)包附加ID信息添加的過程中考慮了無線鏈路的不穩(wěn)定性,發(fā)送節(jié)點(diǎn)與其鄰居節(jié)點(diǎn)的偵聽概率P(s,ni)小于閾值Pth,則不將此鄰居節(jié)點(diǎn)的ID添加,這樣在目的節(jié)點(diǎn)保障了較高的解碼率,避免了編碼包不能成功解碼而造成的網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi),從而使網(wǎng)絡(luò)吞吐量得到了有效的提高。

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3.2.2 平均端到端時(shí)延

    如圖4所示,NAOFP協(xié)議的數(shù)據(jù)包平均端到端時(shí)延在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下均低于ExCAR協(xié)議。這是因?yàn)镹AOFP協(xié)議在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)選擇編碼機(jī)會(huì)數(shù)量最大的節(jié)點(diǎn)時(shí),并不需要節(jié)點(diǎn)間相互交換各自的數(shù)據(jù)包信息,也不需要計(jì)算其他節(jié)點(diǎn)的編碼機(jī)會(huì)次數(shù),這樣減少了數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的處理和等待時(shí)間,從而使網(wǎng)絡(luò)中的平均端到端時(shí)延得到明顯的降低。

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3.2.3 編碼包的解碼成功率

    如圖5所示,NAOFP協(xié)議的編碼包的解碼成功率在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下均高于ExCAR協(xié)議。這是因?yàn)樵贜AOFP協(xié)議的步驟一中采用了基于偵聽概率的附加ID信息添加機(jī)制,保障了編碼包的可解性。另外,節(jié)點(diǎn)在偵聽緩存網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的附加信息去掉后緩存,這樣在緩存大小一定的情況下可以緩存更多的數(shù)據(jù)包用于解碼,從而使網(wǎng)絡(luò)中編碼包的解碼成功率得到有效的提高。

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4 結(jié)論

    本文針對(duì)ExCAR路由協(xié)議在無線鏈路不穩(wěn)定的情況下,節(jié)點(diǎn)在計(jì)算編碼機(jī)會(huì)時(shí)存在誤判,以及在選擇最佳編碼節(jié)點(diǎn)時(shí)需要交換大量的數(shù)據(jù)包緩存信息,提出了一種節(jié)點(diǎn)編碼感知的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議NAOFP,且在該協(xié)議中引入了基于偵聽概率的附加ID信息添加機(jī)制和最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與ExCAR路由協(xié)議相比,NAOFP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、平均端到端時(shí)延、編碼包的解碼成功率等方面的性能均得到了有效的改善。

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作者信息:

姚玉坤,王  宇,呂盼成

(重慶郵電大學(xué) 移動(dòng)通信技術(shù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶400065)

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