基于网络编码的多信源组播通信系统，包括源代码，原理图等(二)

其目的是为了方便解码，在我们目前的体系中，最多允许8个数据包同时被编码。注意：当信源数少于8个时，例如有3个，则分别将对应的数据包的信源号分别填为0000，0001，0010，其余的都填写为1111。

　　2.4.5 转发(组播)路由器R工作流程

　　在实际的应用中，R应该是具有组播功能的路由器，即可以运行网际组播管理协议IGMP和多播路由选择协议DVMRP等，从而它可以知道网络的局部的拓扑和满足组播成员的要求。为了初期容易实现，我们将其功能简化为转发功能(即广播功能)。

　　2.4.6数据包的解码

　　(1) 高速缓存和CAM的使用

　　数据包的解码由DC解码路由器完成。每个解码路由器DC有三个输入通道，分别连接到R0，R1，R2其解码的策略是：我们先在DC中开辟三块不同的高速缓存(DRAM)和与之分别对应的3个CAM，它们分别对应于R0、R1、R2，缓存和CAM的大小为代的编号的大小，即 =1024，在这三个缓存中存放按照顺序接收到的数据。根据前面的数据处理过程，显然，对应于每个缓存中的数据，虽然有的是真正编码后的数据包，有的只是在IP数据包前增加了一个包头，但我们都可以认为是NCP数据包。在将数据存入高速缓存的同时，提取NCP数据包头中的信源号和代的编号，将它们存入到内容可寻址存储器CAM(content addressable memory),则CAM的输出即为对应数据在高速缓存的地址。

　　使用CAM的原因是：由于经过编码，以及网络环境非理想，解码路由器收到的encoded packet可能是乱序的。因此考虑使用CAM做检索链接，以便快速寻址当前解码所需要的packet。　　(2) 解码顺序

　　根据实际情况的考虑，目前有两种解码的顺序，一种情况是按照信源号和代的编号的顺序进行解码，第二种情况是按照缓存及其缓存地址的顺序来解码。

　　在已知网络拓扑的情况下，我们按照信源号和代的编号的顺序来进行解码，即对于信源采用轮询策略，对于内部代的编号采用小数优先策略。例如，在我们的拓扑图中，解码顺序是：S(1,1)，S(2,1)，S(3,1)→S(1,2)，S(2,2)，S(3,2)→……S(1,n),S(2,n),S(3,n)……。

　　在未知网络拓扑的情况下，我们按照高速缓存的地址顺序来进行解码，即先对高速缓存采用轮询策略，对每个缓存中，采用地址由小到大的顺序进行解码，如图2.4-7所示，进行解码的顺序是PZ1

　　→PX1→ PY1→ PZ2→ PX2→PY2→PZ3……

高速缓存1 高速缓存2 高速缓存3

地址 数据包 地址 数据包 地址 数据

01 PZ1 01 PX1 01 PY1

02 PZ2 02 PX2 02 PY2

03 PZ3 03 PX3 03 PY3

04 …… 04 …… 04 ……

……

图2.4-7 按照高速缓存的地址顺序来进行解码

　　上面的两种解码方式各有优点:在一般情况下，按照信源号和代的编号的顺序来进行解码可获得较高的解码速率，但在网络环境恶化的情况下，其丢包率(无法解码的概率)会比第2中方案高一些。由于在我们已有的网络环境一般较好，为了体现网络编码的传输的高效性，我们按照第1种顺序进行解码。

　　(3) 解码流程

　　为了避免高速缓存的写数据溢出，我们将设置二级缓存，二级缓存也有3个，可用SRAM构造，将SRAM分为3块地址上独立的区域，每个SRAM 大小为256×1800bytes，分别对应不同的信源，我们将解码后的数据，根据其代的编号，分别暂存在对应SRAM的对应地址上。例如，将S(1,1)存储在SRAM1的第1个地址空间，S(2,4)则存储在SRAM2的第4个地址空间。每个RAM各有1个读、写指针，可以同时按顺序读写数据，按照地址由小到大的顺序读出的数据被发送到输出队列中。

　　如图2.4-8所示为数据包的解码过程，每个告诉缓存各有1个读、写指针，在解码过程中，读取缓存是按照解码的顺序进行的，而在写缓存是按地址顺序写的。

　　图2.4-8：数据包解码流程

　　(4) 解码策略与方法

　　我们按照信源号和代的编号的顺序来进行解码，即对于信源采用轮询策略，对于内部代的编号采用小数优先策略。例如，在我们的拓扑图中，解码顺序是：S(1,1)，S(2,1)，S(3,1)→S(1,2)，S(2,2)，S(3,2)→……S(1,n), S(2,n), S(3,n)……

　　假定我们按照上述顺序准备解码S(1,x)，解码程序如图9:

　　图2.4-9 数据包S(1,x)的解码过程

　　无法求解一个数据包的原因可能是：该数据包由于延迟或者丢失，在CAM中搜寻不到，再有就是线性相关，无法解出来。在我们的系统中，由于其拓扑的特殊性，没有线性相关的情况，因此无法解码的情况只发生在解码因子丢失的情况下。

　　解码子任务：解码子任务的输入是包头信息，由调用它的程序给出，输出有两个变量：解码后的数据包和解码标志，解码标志告诉调用它的程序是否可以解码，我们假定现在要对S(i,j)解码，子任务流程如图2.4-10：

图2.4-10：解码子任务流程(5) 解码后数据包暂存SRAM的