本发明专利技术公开了一种组播网络中的编码资源自适应调度算法：把需要进行编码组播的网络拓扑进行子域的划分，然后根据目的节点的不同需求，采用调度算法对网络资源特别是编码向量资源进行实时的调度和配置。目的节点收齐上游链路传送过来的信息后，就提取数据包头的编码向量构成解码矩阵，采用高斯消元法进行解码，得到所需要的原始数据。这种方法可以实现网络编码资源按需配置，并且可以使目的端可以以最快的速度收到所需的编码信息，并及时解码。另外允许节点随时加入或者退出组播组，实现分布式的网络编码组播。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种组播网络中的编码资源自适应调度算法，就是先把需要进行编码组播的网络拓扑进行子域的划分，然后根据目的节点的不同需求，采用调度算法对网络资源特别是编码向量资源进行实时的调度和配置。这种方法可以实现网络编码资源按需配置，并且可以使目的端可以以最快的速度收到所需的编码信息，并及时解码。另外允许节点随时加入或者退出组播组，实现分布式的网络编码组播。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种组播网络中的编码资源自适应调度算法，即在基于网络编码的组播网络中，对编码资源，如编码向量，编码信息以及通信链路等资源进行自适应地调度，以便有效而成功地实现整个网络的编解码操作。 为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案 以有向图G＝(V，E)来表示点到点的分布式网络，其中V是节点的集合，E是通信链路的集合。在网络中，先为每个节点编号，忽略源节点，把剩余节点按照相同的数据流流经的节点划分在同一个子域的原则，把网络图划分成不同的子域，并为每个域依次编号。每个域都有一个调度室，默认为编号最小的节点作为其所在域的调度节点；该节点掌握其所在域的全部信息，包括编码向量，邻域编号以及编码数据信息等。每个域中的编码向量是一样的，且各个域不同，而且每个域都有一个域识别号，放在包头地址中。 在组播源节点建立一个编码向量缓存器并维护一个全局编码向量的集合，这个向量的集合是取自某一个有限域Fq的一组基的线性张成空间。这样编码向量的集合中的每一个编码向量都可以由该集合中的另外2个或者2个以上的编码向量张成。组播网络中的编码资源自适应调度算法可以描述为 (1)为源节点的邻域以及非目的节点的其他子域分配线性无关的编码向量。 (2)根据各子域的链路连通情况以及网络的最大流，为每一个目的节点建立不少于最大流数的互不相交的路径。 (3)源节点把信息向量和编码向量进行线性组合向下传输，然后在数据包的包头记录编码向量的信息以及所经过的域的信息。 (4)数据包从一个域被传送到另外一个域，包头的编码向量需要进行相应的线性运算并及时更新，同时更新的还有域编号和编码数据信息等。 (5)当其中一个目的节点收到上层域传送过来的数据包之后，提取其中的编码向量，并更新其自身的解码矩阵，如果解码矩阵不是满秩的，则像其最近的邻域发送请求指令，请求该域回传这个目的节点所需要的数据信息。 (6)收到请求指令的邻域，先查看自己的编码向量是否与请求者的编码向量线性无关，如果满足要求，则回传给请求者所需要的数据信息，否则，继续向自己的邻域转发请求指令。直到找到满足要求的数据信息为止，然后按照请求指令的路径进行回传。 (7)当网络中需要动态地增删用户时，可以把用户加入任一目的节点子域；或者自成一域，然后在已存在的各个子域中任意找出两个子域作自己的邻域。 附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。 图1通信网络原始拓扑图 图2划分子域后的拓扑子图 图3编码资源调度示意流程图 具体实施例方式 本专利技术的一个优选实例结合附图来详细说明这种组播网络中的编码资源自适应调度算法如下 图1是经典的NSFNet拓扑，为达到有效地编码资源调度，成功实现基于网络编码的组播数据传输，我们需要把每个节点依次编号。选定源节点S，目的节点T1，T2，T3，T4和T5。把除源节点之外的剩余节点按照相同的数据流流经的节点划分在同一个子域的原则，把网络图划分成不同的子域，并为每个域依次编号。默认每个子域中编号最小的节点为其所在域的中心节点，充当调度室，用来存储该域的全部信息，如域的编号，编码向量以及邻域编号等。依次按照原始拓扑图中的连接情况，把子域和子域之间用链路进行连接，就可以得到我们所需要的子域组成的拓扑子图，如图2所示。 每个子域的中心节点收到源节点分配的编码向量之后，等待上游域传送过来的数据信息，并计算输出信息以及更新之后的编码向量。如果某子域所收到的数据信息的包头中所附带的编码向量为e1＝(q1 q2)，e2＝(q3 q4)。而其中心节点所收到的源节点传过来的编码向量为e，那么经过中心节点计算而得到更新之后的编码向量为e3＝(q5 q6)，编码向量的计算公式如下 α，β∈Fq 这样可以得到该子域输出的数据信息所附带的编码向量。 下面结合图3说明组播网络中的编码资源自适应调度算法的详细步 步1初始化网络中的源节点和目的节点，为后续运算做准备； 步2按照前面所述的同流同域的方法，把原始拓扑图转化为由各个子域所组成的拓扑子图； 步3确定网络的最大流或最小割h，在源节点构建网络编码所需要的编码向量集合； 步4源节点分别为除目的节点之外的子域分配线性无关的编码向量，并告知目的节点解码矩阵的秩应不小于最大流或者最小割h； 步5源节点把信息向量和编码向量相乘并把所得到的新的信息向量转发给下游链路。中间子域收到上游子域传输过来的数据向量，则把数据向量和自身的编码向量线性运算，并更新数据包头的编码向量，然后继续向下传输； 步6当其中一个目的节点只收到其中一条链路上的信息时，该节点所在的子域的调度室则按域编号大小向其邻域发送请求指令，请求指令需要附加上该节点已经收到的数据信息的编码向量，以及该节点所在的域的编号； 步7某子域收到其邻域发送过来的请求指令，送到该域的调度室进行处理，调度室中心节点首先查看自己的编码向量是否满足和指令中的编码向量线性无关的要求，如果满足要求则按照指令过来的路径，把自己的信息进行回传给请求节点； 步8如果编码向量不满足要求则请求节点再向其另外的邻域发送请求指令，直到所有邻域都没有满足要求的信息为止。然后请求节点向其邻域的邻域发送请求指令，再寻找满足要求的数据信息。 步9该网络中允许新的节点随时请求加入任何子域，由该子域的中心节点收集并记录其信息。按上述方法，构建成新的组播拓扑子图。 最后，目的节点收齐上游链路传送过来的信息后，就提取数据包头的编码向量构成解码矩阵，采用高斯消元法进行解码，得到所需要的原始数据。 上面对本专利技术所述的组播网络中的编码资源自适应调度算法进行了详细的说明，但本专利技术的具体实现形式并不局限于此。对于本
的一般技术人员来说，在不背离本专利技术所述方法的精神和权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
组播网络中的编码资源自适应调度算法，其特征在于：采用资源调度的思想对网络编码组播网络中各个子域的编码资源进行调度，以实现编码资源的优化配置。
【技术特征摘要】
1.组播网络中的编码资源自适应调度算法，其特征在于采用资源调度的思想对网络编码组播网络中各个子域的编码资源进行调度，以实现编码资源的优化配置。2.根据权利要求1所述的组播网络中的编码资源自适应调度算法，其特征在于在基于网络编码的组播网络中，对编码资源，如编码向量，编码信息以及通信链路等资源进行自适应地调度，以便有效而成功地实现整个网络的编解码操作。所述的编码资源自适应调度算法的关键步骤如下首先，源节点把信息向量和编码向量进行线性组合向下传输，然后在数据包的包头记录编码向量的信息以及所经过的域的信息。其次，数据包从一个域被传送到另外一个域，包头的编码向量需要进行相应的线性运算并及时更新...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏琳，王肖玲，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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