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专利号: 202211637897X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的重传方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.采用POMDP理论构建不完美反馈环境系统,所述不完美反馈环境系统包括网络传输模型和POMDP模型,网络传输模型包括一个信源节点和多个信宿节点;

采用POMDP理论构建POMDP模型,将所述POMDP模型定义为一个包括系统状态、动作、观测状态、系统状态转移概率、系统观测状态转移概率和系统立即回报函数的六元组,其中:系统状态集S={s1,s2,s3,s4...}表示一个系统隐含的有限状态的集合,元素si表示所有信宿节点在编码包接收情况下的第i种系统状态;

动作集A={a1,a2,a3,a4...}中元素ai表示信源节点在当前状态下可以发送的第i种编码包;

观测状态集Z={zi,z2,z3,z4...}中元素zi表示信源节点根据所有信宿节点的反馈信息观察到的第i种源数据包接收情况;

系统状态转移概率T(s,a,s')表示系统在状态s下,信源节点向所有信宿节点广播编码包a后,系统转移到状态s’的概率;

系统观测状态转移概率O(s',a,z)表示信源节点向所有信宿节点广播编码包a,且系统转移到状态s’后,信宿节点观测到编码包接收状态为z的概率;

系统立即回报函数V(s,a,s',z)表示在系统状态s下采取行动a,且当前观测状态为z时,系统状态变为s’时所能得到的回报;

S2.信源节点将N个源数据包广播给所有信宿节点,每个信宿节点构建对于源数据包接收情况的反馈数据包;所述反馈数据包包括已接收数据包集合、丢失数据包集合、请求数据包集合和状态未知数据包集合;

S3.每个信宿节点向信源节点发送反馈数据包反馈自身的源数据包接收情况,信源节点根据每个信宿节点反馈的源数据包接收情况构建状态反馈矩阵;

S4.根据每个信宿节点的请求数据包集合创建置信点集和非置信点集,采用置信状态更新策略计算置信点集中的源数据包状态,并采用似然估计策略计算非置信点集中的源数据包状态;

步骤S4的过程包括:

S41.根据所有信宿节点反馈数据包中的请求数据包集合的大小计算平均请求集,将大于平均请求集的请求数据包集合所对应的信宿节点放入置信点集,将不大于平均请求集的请求数据包集合所对应的信宿节点放入非置信点集;

S42.对置信点集中的所有信宿节点的源数据包接收情况进行排列组合,采用置信度公式计算每种组合方式对应的置信度大小,置信度公式表示为:其中,b(s')表示当前时隙状态为s’时的置信度大小,τ(b,a,z)表示在上一时隙最大置信度b(s)对应的状态下,发送编码包a之后到达状态z发生的概率;b(s)表示上一时隙状态为s时的置信度大小,O(s',a,z)表示信源节点向所有信宿节点广播编码包a,且系统转移到状态s’后,信宿节点观测到编码包接收状态为z的概率;T(s,a,s')表示系统在状态s下,信源节点向所有信宿节点广播编码包a后,系统转移到状态s’的概率;S表示系统状态集;

S43.选取最大置信度对应的组合方式,并将其中的源数据包接收情况作为置信点集中每个信宿节点当前的源数据包接收状态,并更新状态反馈矩阵;

S44.采用似然估计策略计算非置信点集中的信宿节点的源数据包接收情况,并更新状态反馈矩阵;

S5.更新状态反馈矩阵,建立立即可解网络编码图并计算其各顶点的权重值;

S6.信源节点基于顶点的权重值使用最大权团搜索算法得到一个编码包,并将其广播给所有信宿节点;信宿节点根据编码包更新反馈数据包并发给信源节点;

S7.判断是否所有信宿节点都完成了源数据包的重传,若是,则结束进程;若不是,则返回步骤S4。

2.根据权利要求1所述的一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的重传方法,其特征在于,网络传输模型包括一个信源节点和多个信宿节点,信源节点通过发送信道将N个源数据包广播给所有信宿节点,每个信宿节点根据自身需求接收所有源数据包或部分源数据包,并通过反馈信道发送反馈数据包;发送信道与反馈信道均为删除信道。

3.根据权利要求1所述的一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的重传方法,其特征在于,每个信宿节点的反馈数据包包括四种数据包集合:已接收数据包集合Hi:信宿节点Ri成功接收的源数据包集合,包括主数据包和次数据包;

丢失数据包集合Li:信宿节点Ri没有接收到的不想要的源数据包集合;

请求数据包集合Wi:信宿节点Ri想要接收但却丢失的源数据包集合;

状态未知数据包集合Ui,信宿节点Ri反馈信息丢失的源数据包集合。

4.根据权利要求1或3所述的一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的重传方法,其特征在于,在步骤S5中,基于更新后的状态反馈矩阵构建主图和次图,其中采用所有信宿节点的请求数据包集合中的源数据包构成主图;再采用所有信宿节点的丢失数据包集合中非请求数据包集合中的源数据包构成次图;主图和次图均为顶点集合;根据生成边条件对主图和次图中的顶点进行连接,生成立即可解网络编码图。

5.根据权利要求4所述的一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的重传方法,其特征在于,假设存在νij和νkl两个顶点,顶点νij表示信宿节点Ri丢失了N个源数据包中的第j个源数据包,顶点νij和νkl满足以下任一生成边条件,则两个顶点之间生成一条边进行连接,生成边条件包括:

1.j=l,即信宿节点Ri和信宿节点Rk请求重传相同的源数据包;

2.j∈Hk且l∈Hi,即信宿节点Ri和信宿节点Rk请求重传的源数据包互相属于对方的已接收数据包集。

6.根据权利要求1所述的一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的重传方法,其特征在于,立即可解网络编码图中各顶点的权重值计算公式为:其中,ai,k表示顶点νij和顶点νkl的连接关系,ωij表示顶点νij的权重;Ψi表示信宿节点Ri的最小完成时延,Wi表示信宿节点Ri的请求数据包集合,pi表示信宿节点Ri的前向链路中源数据包发生丢失的概率,将信源节点到信宿节点的传输链路称为前向链路;γ表示一个增大倍数的变量。