2.5 傳輸層

無線傳感器網絡的成功和效率直接取決于傳感器節點與匯聚節點之間的可靠通信。在多跳、多傳感器環境中，除了健壯的調制和介質訪問、鏈路錯誤控制和容錯路由外，還需要有可靠的傳輸機制。

2.5.1 傳輸協議概述

在無線傳感器網絡中，存在著以下影響數據傳輸的負面因素。

1）無線傳感器網絡的無線鏈路是開放的有損傳播介質，存在多徑衰落和陰影效應（由于通信范圍有限，路徑損耗較低，一般可忽略不計），加之其信道一般采用開放的ISM頻段，使得網絡傳輸的誤碼率較高。

2）同一區域中的多個傳感器節點之間同時進行通信，節點在接收數據時易受到其他傳輸信號的干擾。

3）由于能量耗盡、節點移動或遭到外來破壞等原因，造成傳感器節點死亡和傳輸路徑失效。

4）傳感器節點的存儲資源極其有限，在網絡流量過大時，容易導致協議棧內數據包的存儲緩沖區溢出。

因此，無線傳感器網絡必須提供一定的傳輸控制機制，以保證網絡傳輸效率，這些機制主要可分為擁塞控制（Congestion Control）和可靠保證（Reliability Guarantee）兩大類。擁塞控制用于把網絡從擁塞狀態中恢復回來，使負載不超過網絡的傳送能力；可靠保證用于解決數據包傳輸丟失的問題，使接收端可以獲取完整而有效的數據信息。

傳統IP網絡主要使用協議棧中傳輸層的用戶數據報協議（User Datagram Protocol，UDP）和傳輸控制協議（Transmission Control Protocol，TCP）控制數據傳輸。UDP是面向無連接的傳輸協議，不提供對流量的控制及錯誤恢復；TCP則提供了可靠的傳輸保證，如利用滑動窗口和AIMD等機制進行擁塞控制，以及使用重傳進行差錯控制。但TCP卻不能直接用于無線傳感器網絡，主要原因如下。

1）TCP遵循端到端（end-to-end）的設計思想，數據包的傳輸控制任務被賦予網絡的端節點上，中間節點只承擔數據包的轉發。而無線傳感器網絡則是以數據為中心，中間節點可能會對相關數據進行在網處理（in-network processing），即根據數據相關性對多個數據包信息進行綜合處理，得到新的數據包并發送給接收端，直接使用TCP會導致丟包而引發重傳。

2）TCP建立和釋放連接的握手機制相對比較復雜，耗時較長，不利于傳感器節點及時反饋被監測對象的相關信息；無線傳感器網絡拓撲結構的動態變化也給TCP連接狀態的建立和維護帶來了一定的困難。

3）TCP采用基于數據包的可靠性度量，即盡力保證所有發出的數據包都被接收節點正確收到。在無線傳感器網絡中，可能會有多個傳感器節點監測同一對象，使得監測數據具有很強的冗余性和關聯性。只要最終獲取的監測信息能夠描述對象的真實狀況，具有一定的逼真度就可以，并不一定要求數據包傳輸的完全可靠，這種方式也被稱為基于事件的可靠性度量。

4）TCP中的數據包重傳通過端節點之間的ACK反饋和超時機制來保證。無線傳感器網絡數據包中所含的數據量相對較小，大量ACK包的傳輸會加重傳輸負載和能量消耗；此外，每次ACK確認和數據包重傳都要從發送端發出，經歷多跳傳輸路徑到達目的端，引發整條路徑上所有節點的能量消耗。

5）無線傳感器網絡中非擁塞丟包和多路傳輸等引起的數據包傳輸亂序，都會引發TCP的錯誤響應，使得發送端頻頻進入擁塞控制階段，導致傳輸性能下降。

6）TCP要求每個網絡節點都具有獨一無二或全網獨立的網絡地址。在大規模的無線傳感器網絡中，為了減少長地址位帶來的傳輸消耗，傳感器節點只具有局部獨立的或地理位置相關的網絡地址或采用無網絡地址的傳輸方案，因此無法直接使用TCP。

無線傳感器網絡的應用需求對傳輸控制協議的設計提出了很高的要求，但目前學術界對于無線傳感器網絡技術的研究尚處于起步和發展階段，協議體系并不完整，盡管出現了少量綜合處理網絡擁塞和提供可靠保證的協議，但它們主要是基于TCP進行的部分改進。

2.5.2 擁塞控制協議

準確、高效的擁塞檢測是進行擁塞控制的前提和基礎。目前，無線傳感器網絡中主要采用以下方法進行擁塞檢測。

1）緩沖區占用：根據節點內部數據包存儲緩沖區的占用情況來檢測擁塞是否發生。對緩沖區大小為B的節點，定義b_k為第k個時間間隔結束時其緩沖區的占用大小，若［b_k+（b_k-b_k-1)］>B，則推測在第（k+1）個間隔內將發生擁塞，這也是傳統網絡中網絡節點進行擁塞檢測的主要方法。然而，由于缺乏對無線信道繁忙程度的估計，在無線傳感器網絡中該方法不能很準確地預測擁塞。

2）信道負載：節點通過監聽信道是否空閑來判斷自身是否處于擁塞狀態，該方法準確程度較高，缺點在于長時間監聽信道會加大節點的能量開銷。

3）緩沖區和信道：為了克服前兩種方法的缺點，研究者提出了將兩者結合的方法，即在緩沖區非空時進行信道狀態周期性采樣，在準確檢測擁塞的同時減少了能量開銷。

4）擁塞度：定義包間隔時間t_a為連續到達節點MAC層的兩個包之間的時間間隔，包服務時間t_s為一個包從到達MAC層到其被成功發送的時間間隔；擁塞度為平均包服務時間和平均包間隔時間的比率，即對節點i，d（i)=t_s/t_a。d（i）的值是否大于1反映了節點i是否處于發生擁塞的趨勢中。

若節點發現自身處于擁塞狀態，則需要將此信息傳播給鄰居節點或上游節點來進行某些控制操作，一般采用如下兩種方式來報告擁塞消息。

① 明文方式（Explicit Congestion Notification，ECN）：節點發送包含擁塞消息的特定類型的控制包。為了加快該消息的擴散速度，可以通過設定MAC層競爭參數來增大其訪問信道的優先權，缺點是控制包帶來了額外的傳輸開銷。

② 捎帶方式（Implicit Congestion Notification，ICN）：利用無線信道的廣播特性，將擁塞狀態信息捎帶在正要傳輸的數據包包頭中，鄰居節點通過監聽通信范圍內的數據傳輸獲取相關信息。與明文方式相比，捎帶方式減輕了網絡負載，但增加了監聽數據傳輸和處理數據包的開銷。

當傳感器節點檢測到擁塞發生后，將會綜合采用各種控制機制減輕擁塞帶來的負面影響，提高數據傳輸效率。下面按照其采用的核心控制機制進行分類介紹和分析。

1.流量控制

（1）報告速率調節

一般來說，無線傳感器網絡的播撒密度較高，數據具有很強的關聯性和冗余度，但用戶一般只關心網絡整體返回的監測信息的準確度，而非單個節點的報告。因此，只要保證獲取的信息足夠描述被監測對象的狀態，具有一定的逼真度，就可以對相關數據源節點的報告頻率進行調整，以便在發生擁塞時減輕網絡的流量壓力。

（2）轉發速率調節

若網絡對數據采集的逼真度要求較高，則一般不適用于報告速率調節，而是選擇在因流量匯聚而發生擁塞的中間節點進行轉發速率調節，采用這種控制方式的協議有Fusion、CCF等。然而，僅依靠調節轉發速率將會導致擁塞狀態沿著數據傳輸的相反方向不斷傳遞，最終到達數據源節點，若數據源節點不能支持報告速率調節，將會導致丟包現象的發生。

（3）綜合速率調節

在多跳結構的無線傳感器網絡中，傳感器節點承擔著數據采集和路由轉發的雙重任務。當擁塞發生時，僅通過單一的速率調節方式往往不能達到有效的控制效果，或無法保證監測信息的逼真度，因此研究人員提出了Buffer-based、PCCP和CODA等綜合調節三種速率的控制協議。

1）Buffer-based協議采用一種基于緩沖區管理的輕量級控制機制。節點在傳輸數據包時將當前自身的數據包緩沖區占用情況捎帶在包頭中發送，所有鄰居節點通過監聽數據包傳輸獲得相關信息；在向下游鄰居節點發送數據之前，節點都要檢查該鄰居節點的緩沖區是否已經溢出，若是，則暫停數據發送，直到監聽到鄰居節點緩沖是不滿狀態，再繼續發送；擁塞狀態會不斷向數據源傳遞，最終通過調節數據源節點的報告速率減輕擁塞。

2）PCCP協議按照數據源的重要性（如感知數據類型等）對流進行分級，采用加權優先的方式保證調整公平性。PCCP協議保證具有相同源優先級的節點可以獲得相同的報告速率，而源優先級高的節點可以獲得更高的速率和帶寬，但是，它要求在數據包中增加一定長度的優先級標識位，帶來了額外的傳輸開銷；另外，它僅從數據流的加權公平性角度調整報告速率，并不能很可靠地保證監測信息的逼真度。

3）CODA協議結合了開環控制和閉環控制這兩種方式來解決擁塞問題。在因突發的網絡流量交織而導致局部發生短暫性擁塞時，將啟用開環控制策略。檢測到擁塞發生的節點會向數據源節點的方向廣播后壓消息（后壓消息用于通知上游節點此處發生了擁塞），收到此消息的節點將根據本地的網絡狀況判斷是否繼續向其上游節點傳播。同時，采取一定的本地控制策略（如丟棄部分數據包、降低報告或轉發速率、路由改道等）來減輕擁塞。此外，若某個被監測事件的發生頻率低于信道吞吐量的設定閾值，則源節點可以自行調節報告速率，否則便觸發閉環擁塞控制機制。此時，負責監測此事件的節點將在發送的消息包頭中設置調整位，網關收到這樣的包之后，將會對監測該事件的所有相關源節點的報告速率進行綜合調整，并將調整方案以ACK包的形式反饋給各相關節點。CODA協議的報告速率調節只是在節點發現自身監測的事件會引起擁塞而主動請求網關進行協調時才起作用，且只針對監測該事件的所有節點做調整。相對而言，開環控制策略用于以快速減輕多數據流交匯而引發的局部短暫擁塞，而閉環控制機制則適用于調整因數據率太高使得網絡無法承載而發生長時間擁塞的情況，但由于涉及網關和多個節點的反饋交互，在大規模網絡中閉環控制調整速度相對較慢。

2.多路分流

由于傳感器節點的資源受限，現有的路由協議大多采用單路徑單播數據轉發機制，即根據能量消耗、路徑跳數等衡量指標選擇一條相對最優路徑進行數據發送，這樣的路由方式導致了網絡流量集中在該條最優路徑上，容易在多條傳輸路徑交匯時引發擁塞現象。若交匯的數據流分別流向不同的目的節點或網關，可以采用多路徑轉發的方式分散流量以解決此類擁塞問題。

1）ARC協議利用無線傳感器網絡中存在的冗余節點來構建新的轉發路徑。網絡中的冗余節點利用休眠機制來節省能量，但它們會周期性地醒來，通過監聽通信范圍內的數據傳輸，獲取并保存數據包頭中捎帶的鄰居節點的擁塞程度、剩余能量和轉發的流編號等信息；同時，冗余節點將根據其鄰居節點的擁塞程度決定休眠周期直至完全處于工作狀態，這樣就相當于在擁塞區域周圍預置了多條可用的轉發路徑。擁塞發生時，擁塞信息將沿著原數據傳輸路徑的相反方向向上游節點反饋，尋找符合條件的節點進行分流。從分流節點分散出的數據包將沿著擁塞區域邊界向目的節點的方向進行傳輸，繞開擁塞區域后逐漸向原傳輸路徑上的節點靠攏，直至重新匯聚后發送到網關。流量匯聚節點通過數據包包頭捎帶的相關信息判斷擁塞解除之后，將向數據分流點發送解除多路分流狀態的通知消息，重新使用原來的單條最優路徑進行傳輸，以保證傳輸效率并節省傳輸能量。

2）CAR協議提出了與ARC協議相近的方法，較適用于存在多種不同傳輸優先級的數據流的網絡中，協議在發生擁塞時只在擁塞區域內轉發優先級較高的數據流，而將低優先級的數據流分散到非擁塞區域中建立的長路徑上進行轉發，這樣就為不同的數據提供了區分式服務保證。

3）BGR協議采用了在地理路由中增加方向偏離范圍的方法來擴大轉發路徑的選擇范圍，節點隨機選擇此范圍內的鄰居節點轉發數據。與其他協議相比，實現機制較為簡單，但隨機選擇的方式缺乏對鄰居節點當前狀況（如能耗等）的綜合考慮；另外，也存在將部分流量轉發到周圍其他擁塞區域的可能性。

多路分流的方法避免了流量控制可能帶來的監測數據逼真度下降的問題，但分流路徑往往不是符合路由選擇標準的最優效率路徑，該類方法不適用于只有單個網關的無線傳感器網絡場景。

3.數據聚合

為了減少網絡中傳輸的數據量，延長網絡壽命，傳感器節點使用數據聚合技術，對多個內容存在關聯的數據包進行綜合處理，組合出更有效或更符合用戶需求的數據包再繼續傳輸，這種技術也可以作為一種有效的控制方法來減輕網絡擁塞。

1）CONCERT協議采用適應性的數據聚合，減少網絡中傳輸的數據量以減輕擁塞。由于數據聚合節點的引入會增加數據處理的時間開銷，CONCERT協議只在事先預測的可能發生擁塞的區域布置聚合節點，若無法準確獲知此信息，則聚合節點將通過移動來動態部署。數據聚合節點將根據數據包中所含的時間、地域等關聯性信息進行聚合操作，同時，盡力保證監測數據的逼真度。

2）在PREI協議中，整個網絡覆蓋區域被均勻地劃分為多個大小相同的網格，聚合節點將對來自同一個網格的監測數據進行檢查，剔除異常數據之后再對剩下的數據進行聚合操作。PREI協議還引入了多級聚合的思想，對相鄰網格的數據進行再次聚合，進一步減少傳輸的數據量，以保證監測數據量突增情況下的傳輸效率。

4.虛擬網關

無線傳感器網絡一般采用多對一的通信結構，因而靠近網關的節點承載的網絡流量較大，容易引發擁塞，這一現象被稱為“漏斗效應”。為了解決這一問題，Siphon協議提出在網絡中布置少量具有雙通信模塊的傳感器節點作為虛擬網關，在發生擁塞時啟動長距離通信模塊和原網關進行通信，對網絡流量進行分流。

Siphon協議的操作分為4步：①原網關初始化虛擬網關發現過程，虛擬網關在鄰近范圍內廣播自身存在的信息，傳感器節點收到信息后將建立到達虛擬網關的路由；②擁塞檢測；③擁塞發生后，傳感器節點將流量轉發給附近的虛擬網關，再通過虛擬網關之間的配合操作轉發給原網關；④若虛擬網關之間的長距離通信網絡也發生了擁塞，那么將采取一定的MAC層調節機制或縮小初始廣播范圍來進行控制。Siphon協議的缺點是需要增加額外的通信硬件，虛擬網關的有效部署（如數量、位置、通信范圍等）也是一個值得關注的問題。

2.5.3 可靠保證協議

無線傳感器網絡中的可靠保證協議主要分為數據重傳和冗余發送這兩類。在基于數據重傳的協議中，節點需要暫時緩存已發送的數據包，并使用重傳控制機制來重傳網絡傳輸過程中丟失的數據包；基于冗余發送的協議主要采用信息冗余的方式保證可靠性，節點不需要緩存數據包和等待重傳，但網絡負載和能量開銷相對較大。

1.數據重傳

（1）丟包檢測

傳感器節點主要通過接收到的數據包包頭中相關序列號字段的連續性進行丟包檢測，發現數據包丟失后將信息反饋給當前持有該數據包的發送節點請求重傳。丟包信息的反饋方式主要有以下3種。

1）ACK（Acknowledge）方式：源節點為發送的每一數據包設置緩存和相應的重發定時器。若在定時器超時之前收到來自目的節點對此數據包的ACK控制包，則認為此數據包已經成功地傳送，此時，取消對該數據包的緩存和定時；否則，將重發此數據包并重新設置定時器。對于每個數據包，接收節點都需要反饋ACK，因此負載和能耗較大。

2）NACK（Negative ACK）方式：源節點緩存發送的數據包，但不需要設置定時器，若目的節點正確收到數據包，則不反饋任何確認指示；若目的節點通過檢測數據包序列號發現數據包的丟失，則反饋NACK控制包，要求重發相應的數據包。NACK只需針對少量丟失的數據包進行反饋，減輕了ACK方式的負載和消耗。缺點在于，目的節點必須知道每次傳輸的界限，即首包和末包的序列號，不能保證單包發送時的可靠性。

3）IACK（Implicit ACK）方式：發送節點緩存數據包，監聽接收節點的數據傳輸，若發現接收節點發送出該數據包給其下一跳節點，則取消緩存。這種方式不需要傳輸控制包，因此負載和消耗最小，但只能在單跳以內使用，且需要節點能夠正確地監聽到鄰居節點的傳輸情況，不適用于TDMA類的MAC協議。

（2）重傳協議

網絡中的數據重傳方式主要有兩種：端到端（end-to-end）重傳和逐跳（hop-by-hop）重傳。基于端到端控制方式的典型協議（如TCP、STCP等）主要通過目的端節點來檢測丟包，并將丟包信息反饋給數據源節點進行重傳處理。控制包和重傳數據包的傳輸需要經歷整條傳輸路徑，不但降低了數據重傳的可靠性和效率，也加大了網絡負載和能量消耗。同時，基于端節點的控制方式使得反饋處理時間相對較長，不利于數據的實時傳輸，節點難以對傳輸狀態（如RTT等）進行有效維護。因此，在無線傳感器網絡中較多地采用逐跳控制方法，即在每跳傳輸的過程中，相鄰轉發節點之間進行丟包檢測和重傳操作。下面根據數據流的發送方向，介紹幾種典型的數據重傳協議。

1）網關向節點。在無線傳感器網絡中，用戶一般使用廣播或多播的方式，通過網關向整個網絡或局部網絡內的多個節點發送查詢、重編程等控制消息，如果一條控制消息的數據量較大，則消息將被分片，用多個數據包進行傳輸。

PSFQ協議采用緩發快取（pump slowly，fetch quickly）的方式進行傳輸控制。在該協議中，傳感器節點采用廣播的方式向鄰居節點轉發從網關發送出的控制數據包。緩發是指節點在向鄰居節點廣播數據包時，設定連續廣播的時間間隔為T∈（T_min,T_max），這樣的設置保證了數據包能夠有一定的緩存時間以備重傳，同時，節點可以通過監聽鄰居節點數據傳輸來減少數據的廣播冗余；快取是指節點發現丟包后暫停數據轉發，將多個丟失包的序列號信息綜合在一個NACK控制包中廣播給鄰居節點。若重傳后沒有收到所有丟失的包，則按較短的時間周期T_r（T_r<T_max）繼續廣播多次。若仍失敗，則將該請求向網關方向的節點傳播，直到從這些節點收到所有丟失的包。在某些情況下，高序列號的包可能會完全丟失，為了解決NACK傳輸界限的問題，保證數據的完整性，PSFQ協議增加了主動取包的功能：節點根據數據包頭中捎帶的該次傳輸數據包的總量信息，在等待T_pro時間后主動發送NACK包請求丟失的數據塊。在該協議中，傳感器節點需要維護的計時器數量較多，重傳控制過程較為復雜。

GARUDA協議是層次型網絡結構，可以進行階段性的丟包恢復操作。在網絡形成的初始階段，網關向網絡廣播包含bId的控制包（bId初始值由網關設定），建立以核心節點（bId值為3的倍數的節點）為中心的層次結構。網關發送出的每條控制消息將由多個數據包傳輸，核心節點在轉發某條消息的數據包時，將在包頭中包含A-map字段，用位標識的方法來表明自身已經收到了哪些屬于該消息的數據包。丟包恢復的過程分為兩個階段：下游的核心節點在收到上游的核心節點轉發的數據包后，檢查A-map字段，若發現有自身需要的丟失數據包則向該上游節點發送NACK包請求重傳；非核心節點監聽自身依附的核心節點的數據傳輸，在監聽到屬于某條消息的所有數據包都被完整接收后（整個A-map字段都被標識），再向核心節點發送重傳請求。由于核心節點相對負載較大，因此協議規定，網關可以在更新層次結構時選擇不同的初始bId值，以保證網絡的負載均衡和公平性。在協議建立的層次結構中，核心節點數量較少，其丟包恢復的處理速度較快，保證了消息的及時獲取；非核心節點可以從鄰近的核心節點較為可靠地獲取完整的消息，減輕了整個網絡內重傳競爭的壓力。同時，根據A-map字段標識位來判斷請求重傳的方式是否避免了NACK內爆問題（在上游某個節點處發生丟包引發下游傳輸路徑上的所有節點接連發送NACK請求重傳的現象）的發生。GARUDA協議增加了節點的設計復雜度，初始階段的bId包的廣播以及數據包頭中加入的A-map字段也加重了網絡的傳輸負載和能耗。

2）節點向網關。RMST協議是結合單播路由協議設計的可靠保證協議，該協議改進了原路由中只有從數據源到網關的單向路徑方式，增加了用于反饋丟包信息的后向路徑（Back Channel）。傳輸層建立NACK機制反饋丟包信息，支持節點緩存數據包和不緩存數據包兩種操作方式：緩存方式下將采用逐跳方式進行重傳，不緩存方式下采用端到端的方式進行重傳；另外，協議還規定了MAC層提供選擇性重傳響應的方式（ARQ），使用ACK對單播數據包進行確認，以協助傳輸層進一步提高傳輸的可靠性。

RBC協議使用漸縮窗口的發送虛擬隊列控制數據包的發送和重傳。虛擬隊列共分m+2級，隊列Q₀~Q_m用來存儲等待發送的數據包，每個數據包占用隊列中的一個存儲單元，Q_m+1用來存放未占用的存儲單元。數據包進入緩沖區之后，首先從Q_m+1中找到可用的存儲單元，然后移動到Q₀的尾部等待發送，被發送之后移動到當前隊列的下一隊列尾部，若發送成功，則釋放占用的存儲單元到Q_m+1，否則，將在此位置等待重發。節點每次挑選當前級別最低的非空隊列首部的數據包進行發送。RBC協議使用IACK的方式進行丟包控制，數據包發送時將捎帶自身和鄰近存儲單元的ID號，接收節點通過檢查發送節點連續發送的數據包中ID號的連續性來檢測丟包。同時，接收節點在轉發時捎帶自身已經收到的數據包的存儲單元ID號，發送節點通過監聽來獲取這些確認信息。由于網關無法通過IACK的方式反饋信息，因此采用主動的ACK方式向鄰居節點廣播一段時間內收到的所有數據包的確認。RBC協議解決了滑動窗口方式中因為等待數據確認和重傳包而引起的后續數據包持續長時間等待發送的問題，提高了發送效率；缺點是隊列結構比較復雜，節點進行數據傳輸監聽和數據包的處理開銷較大。

3）雙向可靠保證。BRTM協議針對不同數據發送方向上數據流對可靠性的不同要求，提出了雙向可靠保證協議。網關發送給節點的查詢包對可靠性要求較高，網關在包頭加入特定標識位以表明傳輸界限，節點采用NACK方式向網關反饋丟包信息；節點到網關的監測數據包冗余度較高，可靠性要求相對較低，網關使用選擇性ACK的方式進行控制，即只對數據值變化較大的部分數據包進行確認；缺點在于使用了端到端的控制方式，影響了控制效率。

2.冗余發送

（1）拷貝冗余

若網絡的播撒密度較大，則節點可以在轉發時創建一個數據包的多個拷貝，同時向多個鄰居節點轉發，以數據冗余的方式來保證傳輸可靠性。該方法的核心問題是，節點如何根據當前的網絡狀況來確定合適和一定量的鄰居節點以滿足可靠性要求。

在AFS協議中，初始階段節點使用泛洪廣播數據包，網關收集一段時間的數據之后，按照包的序列號統計計算每個流的實際可靠率，并按照實際可靠率和可靠性要求的比率來設定相關節點的轉發概率，再將新的設置通過控制包發送給節點進行更新。這種基于網關集中控制的方法比較簡單，缺點在于需要網關發送大量的控制包進入網絡，加大了網絡負載和能耗；同時，統一的調整模式使得單個節點不能根據當前自身的網絡狀況靈活地調整轉發概率，在大規模網絡中節點等待網關反饋的時間較長。

（2）編碼冗余

擦除碼（Erasure Code）是一種容錯機制，它可以將m個源數據編碼為n（n>m）個新數據，使用這n個新數據中的任意m個編碼數據均可重構原來的m個源數據。這種方法作為一種前向糾錯（Forward Error Correction）技術主要應用在通信網絡傳輸中，避免包的丟失，使用比拷貝方式更少的帶寬和存儲空間，提供與其效果相近的可靠性。