[發明專利]具有無標度特性的分布式SF?LT碼編碼方法

有效

• 申請號: 201410182592.3
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103929275B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 文紅;李騰飛;蔣屹新;蘇偉偉;蒙家曉;關澤武;郭曉斌;許愛東;李鵬
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/23
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

1.具有無標度特性的分布式SF-LT碼編碼方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1：利用無標度網絡平均路徑長最小的特征，將無標度網絡引入噴泉碼的度分布設計中，得到網絡結構具有無標度特性的LT碼，即SF-LT碼：

首先確定LT碼的度分布函數，即分別計算理想孤波度分布ρ(·)、魯棒孤波子分布τ(·)和無標度分布λ(i)；

再將ρ(i)、τ(i)、λ(i)相加并進行概率歸一化處理，輸出SF-LT碼的度分布μ(·)；

S2：將SF-LT碼引入分布式通信系統模型，得到分布式SF-LT碼。

2.根據權利要求1所述的具有無標度特性的分布式SF-LT碼編碼方法，其特征在于：所述的步驟S1包括以下子步驟：

S101：確定LT碼的度分布函數：

度是指與編碼數據包相連的源數據包的個數，LT碼的度分布函數包括魯棒孤波分布，它是理想孤波分布ρ(·)與魯棒孤波子分布τ(·)和的概率歸一化結果：

理想孤波度分布ρ(·)：

魯棒孤波子分布τ(·)：

其中，參數R則代表度為1的編碼數據包在整個編碼數據包中的平均個數，參數σ表示接收到n個編碼數據包后譯碼失敗的概率，參數0＜c＜1；

S102：SF-LT碼的度分布設計，它包括以下子步驟：

S1021：輸入編碼數據包的度i，分別計算理想孤波度分布ρ(·)、魯棒孤波子分布τ(·)和無標度分布λ(i)，其中，無標度分布λ(i)表示為：

其中，i是節點的度，r是冪指數參數，A是使得∑_iλ(i)＝1的歸一化參數；

S1022：將ρ(i)、τ(i)、λ(i)相加并進行概率歸一化處理，求出結果μ(·)：

μ(i)＝(ρ(i)+τ(i)+λ(i))/β；

其中，為歸一化因子；

根據實際信道狀況通過仿真測試分別對ρ(i)、τ(i)、λ(i)選取適當的系數x₁、x₂、x₃，對其μ(i)進行優化，相應的，

輸出SF-LT碼的度分布μ(·)。

3.根據權利要求2所述的具有無標度特性的分布式SF-LT碼編碼方法，其特征在于：所述的LT碼的隨機編碼算法具體實現如下：

a)從度分布概率函數ρ(d)中隨機選取d個編碼數據包；

b)從k個原始數據包中，等概率地隨機選取d個源數據包

c)將這d個源數據包進行模二和，生成一個編碼數據包。

4.根據權利要求1所述的具有無標度特性的分布式SF-LT碼編碼方法，其特征在于：它包括一個分布式兩信源SF-LT碼的編碼步驟，包括以下子步驟：

SS1：分布式兩信源SF-LT碼度分布設計，包括以下步驟：

SS101：輸入編碼數據包的度i，分別計算理想的孤波度分布ρ(·)、魯棒孤波子分布τ(·)和無標度分布λ(i)；

SS102：根據步驟SS101的結果，計算以下兩式：

其中，β"＝ρ(1)+τ(1)+λ(1)+τ(k/R)，β＝β'+β"，為標準化因子；

SS103：對μ'(i)求解卷積f(i)：

其中j為累加變量；

SS104：根據步驟SS101、SS102、SS103的結果，得到SF-LT碼度分布μ(·)的解卷積分布p(i)：

其中，

根據實際信道狀況通過仿真測試分別對ρ(i)、τ(i)、λ(i)選取適當的系數x₁、x₂、x₃，對其p(i)進行優化，對其它參數作出相應的調整；

輸出分布式兩信源SF-LT碼的卷積分布p(i)；

由此將SF-LT碼的卷積分布引入分布式LT碼模型，得到分布式SF-LT碼；

SS2：分布式兩信源SF-LT碼編碼，包括以下步驟：

SS201：對信源s₁、s₂發送的數據X₁、X₂按照度分布p(·)各自獨立地進行LT編碼；

SS202：將兩信源發出的數據包傳輸到中繼，在中繼的處理過程，分為三個步驟：

步驟一：中繼按下式產生二元變量b₁和b₂：

其中，d_i表示d₁和d₂，分別是X₁和X₂的度，U_i表示U₁和U₂，是中繼節點產生的兩個獨立隨機變量，該兩變量U₁,U₂在區間[0,1]服從均勻分布；

步驟二：對數據包在中繼進行如下操作：

其中，flip(X₁,X₂)表示以相同的概率隨機取X₁或X₂的值；

步驟三：將處理后得到的數據包Y發送到目的節點，中繼到目的節點傳送的數據包服從SF-LT碼度分布。