一种基于网络编码的车载自组织网络区域内容分发方法

摘要

一种基于网络编码的车载自组织网络区域内容分发方法，包括以下步骤：（1）广播HELLO消息，声明分发内容与请求数据；（2）HELLO请求消息处理；（3）广播数据提供本地响应服务；（4）数据接收处理；当接收到的数据和节点缓存的数据线性相关时，丢弃该数据并把发送节点添加进黑名单，在获得新数据之前禁止向本节点传输数据；若接收到的数据线性无关，就在黑名单中检查发送节点是否存在，若存在就删除；接收到了一个线性无关的数据时，除了发送节点外，所有和邻居对应的数据有效性都增加1，然后保存数据包。本发明能降低内容分发延迟、提高效率、提升分发成功率。

主权项

1.一种基于网络编码的车载自组织网络区域内容分发方法，其特征在于，所述车载自组织网络区域内容分发方法包括以下步骤：（1）广播HELLO消息，声明分发内容与请求数据：数据源节点在一跳范围内周期广播HELLO消息声明待分发内容的ID，所有位于分发区域内的节点接收到此HELLO消息后自动成为缓存节点，同样在一跳范围内周期广播HELLO消息进行待分发内容的声明以及本地的数据请求；（2）HELLO请求消息处理，具体包括如下过程：2a）合格服务节点判断：节点接收到请求消息后，判断自己是否为一个合格服务节点，合格服务节点需同时满足如下条件：1）请求节点请求的数据量大于零,对该请求节点的数据有效性大于零；2）比请求节点更靠近数据源节点，或者请求节点是一个感兴趣节点；3）请求节点没有接收到本节点发送出去的数据包，或者本节点不在黑名单内；若节点是一个合格服务节点，则传输相应的数据作为一个数据请求的回应，否则忽略该请求；2b）缓存内容更新：当本节点接收到一个比自己离数据源节点更远的节点的数据请求，且数据有效性为零时，若节点为一个缓存节点且已获得的数据量已经达到需要缓存的最大数目，需要进行缓存内容的更新，更新的方法是随机删除一些数据包以腾出空间来请求一些新的数据；（3）广播数据提供本地响应服务；当一个节点接收到数据请求并且为合格服务节点时，就计算需要发送的数据包个数，计算的方法和缓存节点计算随机删除数据包个数的方法相同；根据计算到的需要发送的数据包个数，节点连续广播自己所拥有的数据包的线性组合，如下式所示：$p^{\prime }=\underset{i=1}{\overset{s}{\Sigma }}{c}_i{p}_i$其中，p′为新的编码包，p_i为节点当前已经接收到的数据包，c_i是从伽罗华域GF(2⁸)中随机选取的编码系数；合格服务节点在广播数据时，都根据与请求节点的接近程度分配一个随机的退避时延窗口，距离越短，退避时延窗口就越小，如下式所示：其中，D是发送节点与请求节点之间的距离，MaxRange是节点间最大的一跳通信距离，而MaxDelay则是最大的回复时延，节点的回复时延就在退避时延窗口范围内随机选取；给对应的请求节点保存发送出去的数据包ID；（4）数据接收处理；当接收到的数据和节点缓存的数据线性相关时，丢弃该数据并把发送节点添加进黑名单，在获得新数据之前禁止向本节点传输数据；若接收到的数据线性无关，就在黑名单中检查发送节点是否存在，若存在就删除；接收到了一个线性无关的数据时，除了发送节点外，所有和邻居对应的数据有效性都增加1，然后保存数据包。