專利名稱：基于累計期望傳輸次數(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)高效可靠組播方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)(無線自組織網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等)的組 播樹構(gòu)造方法，這一方法主要用來解決資源受限、存在丟失的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高效組播問題。 針對這一問題，本發(fā)明提出了一種有效的組播樹構(gòu)造方法，這一方法易于實現(xiàn)，可以有效解 決無線網(wǎng)絡(luò)中稀疏組播問題。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)通常由無線終端、網(wǎng)關(guān)等節(jié)點組成。終端可以自由移動，每個終端既可以是通 信的端點，也可以是路由器。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)則由帶有無線通信能力的傳感器節(jié)點和數(shù)據(jù)采 集節(jié)點(Sink)組成。無線網(wǎng)絡(luò)具有高動態(tài)、低帶寬等特性。支持無線網(wǎng)絡(luò)中的高效、可靠通信 是無線網(wǎng)絡(luò)中的一項關(guān)鍵技術(shù)。
組播在無線網(wǎng)絡(luò)中具有重要地位，可以支持數(shù)據(jù)分發(fā)、會議電視或電話等多種應(yīng)用。尤 其當(dāng)無線終端成組活動時，具有重要價值。無線網(wǎng)絡(luò)中支持高效組播可以充分考慮無線信道 的廣播特性。已有文獻中實現(xiàn)組播的方法，包括以下三種方法
1) 、樹結(jié)構(gòu)一一通過構(gòu)造一棵樹實現(xiàn)組播。該方法的特點是效率高。
2) 、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)_—通過構(gòu)造一團節(jié)點組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)支持組播。這種方法效率較低，適 合組成員非常密集的情況。
3) 、洪泛一一通過全網(wǎng)洪泛方法支持組播，這種方法效率最低，適合全網(wǎng)廣播。 雖然已經(jīng)有了一些組播樹構(gòu)造方法，但已有方法沒有考慮分組丟失情況下，如果減少端
到端可靠發(fā)送一次分組所消耗的總網(wǎng)絡(luò)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種適合丟失網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點靜止或偶爾移動的無線網(wǎng)絡(luò)組播方法。本方法 要求網(wǎng)絡(luò)中存在表驅(qū)動路由協(xié)議在底層運行。本發(fā)明適用于稀疏組模式一一即組成員的數(shù) 量遠遠小于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點總數(shù)。


無。
具體實施例方式
給定無線網(wǎng)絡(luò)G(V，E)，其中V代表網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點集合，E代表網(wǎng)絡(luò)中的鏈路集合。令p(u,v)代表鏈路(u,力eE(G)的分組丟失率。給定一組組播成員s和D，其中s為組播信源，D為該組 目的節(jié)點集合。令S-s+D。目標建立一顆連接s和D中每個成員的組播樹，達到從s到組 播成員的可靠組播，并使得完成從s到D中所有成員的組播的(平均)總分組轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)盡量 小。
假定當(dāng)一個節(jié)點向其相鄰節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)分組時，如果沒有正確收到確認(ACK)，那么發(fā)端執(zhí) 行重發(fā)，直到成功收到ACK。
假定信源具備網(wǎng)絡(luò)拓撲知識和組成員信息。計算步驟如下
步驟1:計算每對組成員之間的端到端分組的期望傳輸次數(shù)。
根據(jù)概率知識，每分組在鏈路(U，V)的期望傳輸次數(shù)為^P("'v)。對于一條路徑P來說，
i: 1
該路徑上每分組端到端期望重傳次數(shù)為—P"力。
步驟2:根據(jù)每對組成員之間的分組期望傳輸次數(shù)，求解最小生成樹。計算步驟如下 令已經(jīng)計算完畢的節(jié)點集合(即已經(jīng)在樹上的節(jié)點集合)為T1、尚未計算節(jié)點集合為
T2。對于給定一對組成員x和y，令c(x,y)為從x到y(tǒng)的分組期望傳輸次數(shù)。 一般來說c(x，y) 和c(y，x)不一定相等。
樹的具體計算過程如下
初始化 Tl —0; T2—S;
Tl—{s};
T2<"T2-{s};
While (T2#0) 〃執(zhí)行樹的構(gòu)造過程
從連接T1集合中某個節(jié)點和T2集合某個節(jié)點的所有鏈路中，選擇重量最小的一個， 記(u,v)，其中ueTl,veT2;
Tl<"Tl+{v};
T2—T2-{v}; End While
步驟3:信源s根據(jù)步驟2的計算結(jié)果，發(fā)送攜帶樹的信息的信令分組進行樹的建立過程。
信令經(jīng)歷的節(jié)點相應(yīng)建立組播路由表，其中記錄該節(jié)點的上一跳節(jié)點，下一跳節(jié)點(或下一跳節(jié)點集合)。
步驟4:信源根據(jù)所建立的組播樹發(fā)送組播數(shù)據(jù)。
本方法計算得到的組播樹結(jié)構(gòu)具有較小的代價，能夠較為充分地利用網(wǎng)絡(luò)中的資源，實 現(xiàn)比較簡單，適合動態(tài)性不強的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1、一種基于累計期望傳輸次數(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)高效可靠組播方法，其特征在于網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點具備全網(wǎng)拓撲知識，計算各對組成員之間的期待傳輸次數(shù)，并根據(jù)這一結(jié)果計算覆蓋組成員的最小生成樹，復(fù)原這棵樹即是所求解。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于累計期望傳輸次數(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)高效可靠組播方法，其特征 在于由權(quán)利要求1所述方法決定的組播樹構(gòu)造方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)(無線自組織網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等)的組播樹構(gòu)造方法，這一方法主要用來解決資源受限、存在丟失的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高效組播問題。針對這一問題，本發(fā)明提出了一種有效的組播樹構(gòu)造方法，這一方法易于實現(xiàn)，可以有效解決無線網(wǎng)絡(luò)中稀疏組播問題。
文檔編號H04L12/18GK101594239SQ200810113018
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者鄭 姚, 鋒 張, 張寶賢, 壯 趙, 雪 高, 奎 黃 申請人:北京循天行信息技術(shù)有限公司