一種基于rs編碼的無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RS編碼的無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端設(shè)備和無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及WiF1、4G網(wǎng)絡(luò)的逐步普及，推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)的興起和蓬勃發(fā)展，信息社會(huì)已經(jīng)逐漸步入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
[0003]目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)所使用的網(wǎng)絡(luò)有2G，3G，4G以及WiFi。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的劣勢(shì)在于受網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，比如2G和3G的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較慢，且用戶需要為網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量向運(yùn)營(yíng)商支付較為昂貴的流量費(fèi)。無(wú)論是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)還是WiFi網(wǎng)絡(luò)，都屬于“基站接入”式的網(wǎng)絡(luò)?！盎窘尤搿本W(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式勢(shì)必會(huì)因?yàn)橛脩魩捫枨蟮牟粩嗵岣叨纬删W(wǎng)絡(luò)服務(wù)瓶頸，使得一些實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的QoS很低，如移動(dòng)流媒體服務(wù)等。
[0004]當(dāng)我們乘坐高鐵或者地鐵時(shí)，由于列車速度非?？?，使得與我們手機(jī)相連的基站切換非常頻繁，導(dǎo)致我們手中的移動(dòng)設(shè)備的信號(hào)非常不穩(wěn)定。又由于高鐵一般運(yùn)行在偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，地鐵一般運(yùn)行在地下，這些地方的基站覆蓋不是很全面，會(huì)導(dǎo)致我們手中的移動(dòng)設(shè)備只能接受到微弱的信號(hào)，甚至接收不到信號(hào)。
[0005]正是基于以上這些情形，為我們建立基于移動(dòng)設(shè)備協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式提供了途徑與機(jī)遇。
[0006]在無(wú)線傳輸中，廣播的傳輸性能不如單播，這是因?yàn)樵贗EEE 802.llg中，單播傳輸使用了 RTS/CTS機(jī)制，而廣播則沒(méi)有。
[0007]對(duì)于無(wú)線MAC層存在隱藏終端問(wèn)題，在兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的工作站利用一個(gè)訪問(wèn)接入點(diǎn)(Access Point) AP點(diǎn)進(jìn)行連接時(shí)，這兩個(gè)工作站都能夠發(fā)現(xiàn)AP的存在，而相互之間可能由于障礙或者距離原因而無(wú)法獲取對(duì)方的存在。為解決這個(gè)問(wèn)題，802.11在MAC層引入了新的RTS/CTS選項(xiàng)，當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)打開(kāi)后，一個(gè)發(fā)送工作站傳送一個(gè)RTS信號(hào)，隨后等待訪問(wèn)接入點(diǎn)回送RTS信號(hào)，由于所有的網(wǎng)絡(luò)中的工作站都能夠檢測(cè)到訪問(wèn)接入點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)，所以CTS能夠讓它們停止傳送數(shù)據(jù)，這樣，發(fā)送端可以發(fā)送數(shù)據(jù)并接收ACK信號(hào)而不會(huì)造成數(shù)據(jù)的沖突。這樣間接解決了隱藏終端問(wèn)題。
[0008]由于無(wú)線WiFi技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，在真實(shí)的工作環(huán)境中，我們周圍總是充斥著許許多多的WiFi信號(hào)，而無(wú)線信道只有13種，所以必然會(huì)產(chǎn)生沖突。無(wú)線單播利用RTS/CTS機(jī)制去解決隱藏終端問(wèn)題，類似TCP協(xié)議中的三次握手，保證數(shù)據(jù)的可達(dá)性。而無(wú)線廣播則沒(méi)有這個(gè)機(jī)制，它只管監(jiān)聽(tīng)到信道中沒(méi)有占用，就向外發(fā)送，也不管數(shù)據(jù)是不是可達(dá)，所以就經(jīng)常會(huì)發(fā)生與隱藏終端的沖突碰撞，導(dǎo)致其傳輸效果不如單播。對(duì)于終端用戶來(lái)說(shuō)，手機(jī)通過(guò)修改網(wǎng)卡參數(shù)使其可以支持Adhoc模式，這樣手機(jī)與手機(jī)之間就可以組成一個(gè)P2P無(wú)線局域網(wǎng)，手機(jī)利用無(wú)線廣播進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，雖然可以降低本地?cái)?shù)據(jù)傳輸開(kāi)銷，但是其傳輸性能不如單播。
[0009]本發(fā)明中涉及到的對(duì)無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化的方法，通過(guò)使用Reed-Solomon編碼，只需要耗費(fèi)極少的編解碼時(shí)間，就可以大大提高無(wú)線廣播傳輸?shù)某晒β?，從而可以使用戶看視頻時(shí)可以節(jié)約更多的流量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于RS編碼的無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化方法，提高無(wú)線廣播傳輸?shù)某晒β省?br>[0011]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于RS編碼的無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化方法包括以下步驟:
[0012](1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)在接到數(shù)據(jù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，根據(jù)數(shù)據(jù)id在緩存中查找對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)塊，將所述數(shù)據(jù)塊按照預(yù)設(shè)分割塊數(shù)進(jìn)行平均分割形成若干個(gè)等比特?cái)?shù)據(jù)塊，并對(duì)所述等比特?cái)?shù)據(jù)塊按照編碼規(guī)則進(jìn)行編碼得到校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊，然后將編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊通過(guò)廣播方式依次發(fā)送出去，所述編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊包括等比特?cái)?shù)據(jù)塊和校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊；
[0013](2)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊并根據(jù)所述編碼規(guī)則進(jìn)行解碼得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊；
[0014](3)廣播監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊，首先根據(jù)所述編碼規(guī)則進(jìn)行解碼得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊，然后將解碼還原的數(shù)據(jù)塊存入磁盤緩存；
[0015](4)中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊，首先將接收到的比特?cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，然后再根據(jù)所述編碼規(guī)則進(jìn)行解碼得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊，最后將解碼還原的數(shù)據(jù)塊存入磁盤緩存。
[0016]其中，所述校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊的比特?cái)?shù)與所述等比特?cái)?shù)據(jù)塊的比特?cái)?shù)一致，所述校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊的任意一位比特?cái)?shù)據(jù)的值為所述等比特?cái)?shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)位置異或的結(jié)果。
[0017]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行了編號(hào):先對(duì)所述等比特?cái)?shù)據(jù)塊按照存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在所述原始數(shù)據(jù)塊中的位置進(jìn)行依次編號(hào)，再將所述校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊按序編號(hào)。
[0018]其中，所述原始數(shù)據(jù)塊為48KB，所述預(yù)設(shè)分割塊數(shù)為3。
[0019]其中，所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行解碼包括以下步驟:
[0020](1)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊數(shù)量達(dá)到所述預(yù)設(shè)分割塊數(shù)且編號(hào)各不相同時(shí)，則根據(jù)編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊的編號(hào)判斷所接收的數(shù)據(jù)塊是否均為等比特?cái)?shù)據(jù)塊；
[0021](2)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊均為等比特?cái)?shù)據(jù)塊，則按照編號(hào)順序?qū)Φ缺忍財(cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行按順序拼接得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊；
[0022](3)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊中存在校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊，則將所有編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊的每一位數(shù)據(jù)進(jìn)行異或得到相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)作為還原后的等比特?cái)?shù)據(jù)塊，將接收到的等比特?cái)?shù)據(jù)塊和還原后的等比特?cái)?shù)據(jù)塊按編號(hào)順序進(jìn)行拼接得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊。
[0023]所述廣播監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行解碼包括以下步驟:
[0024](1)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊數(shù)量達(dá)到所述預(yù)設(shè)分割塊數(shù)且編號(hào)各不相同時(shí)，則根據(jù)編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊的編號(hào)判斷所接收的數(shù)據(jù)塊是否均為等比特?cái)?shù)據(jù)塊；
[0025](2)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊均為等比特?cái)?shù)據(jù)塊，則按照編號(hào)順序?qū)Φ缺忍財(cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行按順序拼接得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊；
[0026](3)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊中存在校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊，則將所有編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊的每一位數(shù)據(jù)進(jìn)行異或得到相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)作為還原后的等比特?cái)?shù)據(jù)塊，將接收到的等比特?cái)?shù)據(jù)塊和還原后的等比特?cái)?shù)據(jù)塊按編號(hào)順序進(jìn)行拼接得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊。
[0027]所述中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行解碼包括以下步驟:
[0028](1)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊數(shù)量達(dá)到所述預(yù)設(shè)分割塊數(shù)且編號(hào)各不相同時(shí)，則根據(jù)編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊的編號(hào)判斷所接收的數(shù)據(jù)塊是否均為等比特?cái)?shù)據(jù)塊；
[0029](2)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊均為等比特?cái)?shù)據(jù)塊，則按照編號(hào)順序?qū)Φ缺忍財(cái)?shù)據(jù)塊進(jìn)行按順序拼接得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊；
[0030](3)若接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊中存在校驗(yàn)比特?cái)?shù)據(jù)塊，則將所有編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊的每一位數(shù)據(jù)進(jìn)行異或得到相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)作為還原后的等比特?cái)?shù)據(jù)塊，將接收到的等比特?cái)?shù)據(jù)塊和還原后的等比特?cái)?shù)據(jù)塊按編號(hào)順序進(jìn)行拼接得到還原后的原始數(shù)據(jù)塊。
[0031 ] 更進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)、廣播監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)、中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊均設(shè)置有比特?cái)?shù)據(jù)塊最大存儲(chǔ)時(shí)間，當(dāng)接收到的編碼比特?cái)?shù)據(jù)塊超過(guò)所述最大存儲(chǔ)時(shí)間仍未被解碼處理則對(duì)其進(jìn)行清理。
[0032]有益效果:本發(fā)明的基于RS編碼的無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化方法，通過(guò)使用Reed-Solomon編碼對(duì)無(wú)線廣播傳輸進(jìn)行優(yōu)化，本發(fā)明將Reed-Solomon編碼引入到本系統(tǒng)中，通過(guò)編碼解碼的過(guò)程，對(duì)無(wú)線廣播傳輸進(jìn)行優(yōu)化，提高無(wú)線廣播傳輸?shù)某晒β?；本發(fā)明中編碼算法和解碼算法都是異或運(yùn)算，計(jì)算簡(jiǎn)單，通用性和擴(kuò)展性強(qiáng)，只需要耗費(fèi)極少的編解碼時(shí)間，就可以大大提高無(wú)線廣播傳輸?shù)某晒β?，適用于任何需要進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)的場(chǎng)景；本發(fā)明在所有節(jié)點(diǎn)設(shè)置比特?cái)?shù)據(jù)塊最大存儲(chǔ)時(shí)間釋放了內(nèi)存資源，以防止內(nèi)存溢出的現(xiàn)象發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1基于RS編碼的無(wú)線廣播傳輸優(yōu)化方法的總體框架圖；
[0034]圖2是發(fā)送端編碼流程圖；
[0035]圖3是目的節(jié)點(diǎn)解碼流程圖；
[0036]圖4是中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)處理流程圖；
[0037]圖5是廣播監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)處理流程圖；
[0038]圖6是解碼函數(shù)處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0040]本發(fā)明基于MANET (Mobile Ad-hoc NETworks，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò))的