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专利号: 2018100586073
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于逆向流的网络节点分簇方法,其特征在于,每个所述网络节点包括一个通信信息表、出数据流表和入数据流表,其中,范围通信信息表RangeTable包含本网络节点通信范围内的网络节点号rid和本网络节点通信范围内的网络节点的入数据流表rid_RangeIntable,出数据流表OutTable包含以本网络节点为起始点的数据流的终止网络节点号outid和以本网络节点为起始点的数据流的终止网络节点通信范围内的网络节点号outrid,入数据流表InTable包含以本网络节点为终止点的数据流的起始网络节点号inid;

对于任一网络节点,其分簇方法包括如下步骤:

步骤1,遍历本网络节点的InTable中的每个inid,查找OutTable,找出和inid相同的outid,如果成功,执行步骤2;否则,查找OutTable,找出outrid和inid相同的outid,如果成功,执行步骤3;否则,遍历RangeTable的rid,根据rid_RangeIntable_inid,在OutTable中找出outrid和rid_RangeIntable_inid相同的outid,如果成功,执行步骤4;否则,结束分簇;其中,rid_RangeIntable_inid表示以rid_RangeIntable中网络节点为终止点的数据流的起始网络节点号;

步骤2,如果满足设定条件,则把本网络节点和查找到的outid对应的网络节点分为一簇并生成簇号,否则结束;

步骤3,如果满足设定条件,则把本网络节点、查找到的outid对应的网络节点和相应的inid对应的网络节点分为一簇并生成簇号,否则结束;

步骤4,如果满足设定条件,则把本网络节点、查找到的rid对应的网络节点、outid对应的网络节点和rid_RangeIntabke_inid对应的网络节点分为一簇并生成簇号,否则,结束;

其中,所述设定条件为:出数据流Flow1和入数据流Flow2的流相关系数C12大于预先设定的阈值C。

2.根据权利要求1所述的一种基于逆向流的网络节点分簇方法,其特征在于,所述流相关系数C12的计算公式为:其中,f1和f2分别为Flow1和Flow2的流速率。

3.一种基于数据流负载的网络编码流量分配方法,其特征在于,任一网络节点根据权利要求1或2中任一所述网络节点分簇方法完成分簇,本网络节点将其所在簇内流量分配到编码链路上,其中,所述编码链路为簇内出数据流Flow1和入数据流Flow2所在链路,具体如下:Flow1所在链路Link1上的入数据流大小为:

Flow1所在链路Link1上的出数据流大小为:

Flow2所在链路Link2上的入数据流大小为:

Flow2所在链路Link2上的出数据流大小为:

其中,f1和f2分别为Flow1和Flow2的流速率;FlowLoad1和FlowLoad2分别为Link1和Link2的链路平均负载,若FlowLoad1≥FlowLoad2,则若FlowLoad1

4.根据权利要求3所述的一种基于数据流负载的网络编码流量分配方法,其特征在于,Link1和Link2的链路平均负载的计算公式为:其中,i=1或2,n为该条链路上的网络节点数,NodeLoadk为该条链路上第k个网络节点的负载。

5.一种物理层编码协商和数据转发方法,其特征在于,任一网络节点根据权利要求1或

2中任一所述的网络节点分簇方法完成分簇,并按照权利要求3或4中任一所述的流量分配方法进行流量分配后,本网络节点选取编码链路跳数中值处的网络节点作为中间节点N并将所在簇的簇号发送给中间节点N,选取编码链路中中间节点N相邻的两个网络节点作为编码节点N1、N2,中间节点把簇号存储在ClusterTable表中;该协商和数据转发方法包括如下步骤:步骤A,中间节点N收到来自编码节点N1的请求帧RTS,判断RTS帧内的簇标识是否存在表ClusterTable中,若不是则执行步骤B,否则执行步骤C;

步骤B,中间节点N向编码节点N1发出允许发送帧CTS,等待接收数据包,存入接收队列,结束协商;

步骤C,中间节点N向编码节点N2发送编码协商请求帧RTNC,如果中间节点N没有收到编码节点N2返回的允许编码协商帧CTNC,则执行步骤B;否则执行步骤D;

步骤D,中间节点N向编码节点N1和N2发送编码发送请求帧RTNCS,准备接收来自编码节点N1和N2的允许编码发送帧CTNCS,执行步骤E;

步骤E,中间节点N先接收分别来自N1和N2的CTNCS帧,然后接收编码节点N1和N2同时发送的叠加信号N_r,根据信号映射函数F(N_r)做信号映射得到编码信号N_s并保存,其中,步骤F,中间节点N发送一段同步信号SYNC后,把步骤E获取的编码信号N_s广播给编码节点N1和N2,中间节点N等待来自编码节点N1和N2的确认帧ACK;

步骤G,编码节点N1和N2获取中间节点广播的N_s后,利用异或运算解码,结束。

6.一种基于逆向流的分布式跨层网络编码流量分配方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一,网络节点根据权利要求1或2任一所述的分簇方法进行分簇;

步骤二,网络节点根据权利要求3或4任一所述的分配方法把簇内流量优化分配到编码链路上;

步骤三,根据权利要求5所述的编码协商和数据转发方法,中间节点协同编码节点进行物理层异或编码,编码节点利用异或运算解码数据并转发。

7.一种基于逆向流的分簇装置,其特征在于,包括:

范围通信信息表RangeTable存储模块,用于存储本网络节点通信范围内的网络节点号rid和本网络节点通信范围内的网络节点的入数据流表rid_RangeIntable;

出数据流表OutTable存储模块,用于存储以本网络节点为起始点的数据流的终止网络节点号outid和本网络节点为起始点的数据流的终止网络节点通信范围内的网络节点号outrid;

入数据流表InTable存储模块,用于存储以本网络节点为终止点的数据流的起始网络节点号inid;

逆向流检索模块,用于找出具有潜在网络编码机会的逆向数据流;

分簇模块,用于根据权利要求1或2中任一所述的网络节点分簇方法,对检索出的逆向流的起止网络节点进行分簇。

8.根据权利要求7所述的一种基于逆向流的分簇装置,其特征在于,该分簇装置还包括定时模块,用于为流相关系数的计算定时。

9.一种数据编码传输装置,其特征在于,包括:

中间节点和编码节点选取模块,用于选取编码链路跳数中值处的网络节点为中间节点,选取编码链路中间节点相邻的两个网络节点作为编码节点;

簇表存储模块,用于中间节点把分簇产生的簇号存储在ClusterTable表中;

协调模块,用于中间节点向编码节点请求同步发送;

编码接收模块,用于中间节点接收编码节点同步发送的叠加电磁波波形信号;

信号映射模块,用于中间节点对编码接收模块接收的信号进行映射,生成编码信号;

编码转发模块,用于中间节点向编码节点广播发送映射后的编码信号;

解码模块,用于编码节点利用本地存储的数据解码接收的编码信号。