编码感知机会路由协议 - 基于网络编码的无线网络路由协议

　　（5）编码感知机会路由协议

　　虽然上述协议都不同程度地实现了编码感知的路由，但是，上述协议都基于传统的最短路径路由，每个节点的下一跳都是预先确定的，这对于信道并不可靠的无线网络来说可能会导致报文的多次重传。

　　机会路由作为新的研究热点，已经被证明能够有效地提高无线网络的吞吐量。机会路由同样利用了无线传输媒介的广播特性，每个节点维护一个转发节点集合作为可能的下一跳，具有最优路由的节点的成为实际的下一跳节点。机会路由大大降低了报文丢失和重传的机率，同时利用那些离目的节点较近但是信道情况较差的无线链路，能够有效地降低传输次数。

　　编码感知机会路由（CORE）协议有效的结合了流间网络编码与机会路由。在某个节点发出报文之前，节点首先选择转发集作为可能的下一跳。转发集中的所有节点都独立计算本次传输的编码机会，并根据其编码机会的多少来进行衡量其发送的优先级。每个节点维护一个定时器，编码机会较多的节点定时器触发较早。当定时器触发时，节点进行传输。如果节点监听到了该报文被其他节点传输，则取消定时器。CORE可以同时得到网络编码和机会路由对无线网络所带来的增益。试验结果显示，CORE可以有效提升网络的吞吐量。

　　（6）MAC无关机会路由

　　MAC无关机会路由（MORE）将流内随机网络编码与机会路由相结合。当源节点发送数据时，将所要发送的原始数据分成批，例如把每K个包作为一批。源节点将每一批数据包做随机线性编码后，不停地广播出去，每个分组携带其编码向量。中间转发节点只接受创新数据包（Innovative数据包），即：收到一个包后，首先判断它与本地已经收到的属于该批的数据包是否线性独立，如果线性独立则将新数据包存入缓存，否则丢弃该包。当收到属于同一批次的K个Innovative数据包后，目的节点就可以恢复出原始K个数据包，并向源节点回送ACK包。源节点收到ACK后，进行下一批数据包的发送。试验结果显示，与ExOR相比，MORE可以大大提高分组成功投递率。

　　（7）最优化多路径网络编码协议

　　最优化多路径网络编码协议（OMNC）将线性随机编码，速率控制与机会路由协议相结合以增大网络中的编码增益。OMNC以基于优化的方式控制编码报文在易丢失的无线环境中的传输。利用媒体访问控制（MAC）协议的广播特性，使得一次传输能够被多个下游节点所监听。利用随机网络编码的特性，OMNC能够保证单播传输的可靠性而不需要链路层的重传机制。

　　与MORE协议相似，在OMNC中，端到端的传输是由编码报文在多个机会的路径上所完成的。然而与MORE不同，OMNC将每个节点的编码以及广播速率与其信道状态相匹配，以有效的避免拥塞，更好利用路径的多样性，减少冗余报文的传输。只要网络中的节点能够进行线性编解码操作，OMNC就能很好的提升易丢失无线网络的吞吐量。

　　（8）区域联合编码与传输调度算法

　　传统网络编码机制着眼于最大化单次传输内所包含的报文个数来最大化无线网络的吞吐量。然而，这种从单个节点的角度来最大化网络编码增益的做法，实际上却有可能损害整个网络的编码增益。如果每个节点能够考虑到邻居节点的编码增益进行编码传输的话，整个网络的编码增益有可能得到进一步提升。在区域联合编码与传输调度算法（PACE）中，节点每次转发都着眼于提升节点附近区域中的整体编码增益，同时使用编码感知的传输调度来保证编码机会的实现。PACE使用区域编码增益作为节点传输的优先级，以此为优先级来对传输进行调度，保证临近节点的最佳传输顺序以最大化区域的网络编码增益，同时有效的减轻碰撞的发生，有效的提升网络性能。

　　2 结束语

　　本文综述了已有编码感知路由协议的基本思想和主要协议。已有工作显示，网络编码感知的路由协议能够显着提高包括Ad Hoc网络、无线传感器网络和无线Mesh网络等在内的无线多跳网络的性能。但作为一个无线网络领域的新技术，无线网络内的编码感知路由领域还有很多问题需要进一步研究。

　　（1）新型路由度量

　　路由度量对路由协议的性能具有重要影响。已有编码感知路由协议主要以编码机会的多少、ETX、地理距离、拥塞程度等作为主要度量来设计编码感知的路由协议。引入新的路由度量有可能提出更有效的编码感知路由协议。

　　（2）跨层设计

　　现有的编码感知路由协议主要着重于路由层的协议设计。除此之外，MAC层的接入，高丢失无线信道所带来的重传等也是影响网络编码性能的重要因素。综合考虑上述因素以及应用的特点，进行编码感知跨层研究，对无线网络中的网络编码性能将起到较好的促进作用。结合编码感知链路调度的网络编码感知路由能够极大地提高网络性能，值得进一步深入研究。