[發明專利]基于網絡編碼與壓縮感知的多元域數據恢復方法

有效

• 申請號: 201710250624.2
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106992842B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 劉星成;曹凱
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L29/06
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 凌衍芬

1.基于網絡編碼與壓縮感知的多元域數據恢復方法，其特征在于，數據處理過程包括以下步驟：

S1、源節點稀疏數據編碼階段：

在數據包滿足稀疏性的條件下，源節點對數據包采用有限域下的壓縮感知方法進行壓縮編碼，并將壓縮編碼后的網絡編碼測量數據包發送至中繼節點；

S11、源節點壓縮感知：稀疏數據x設定為n維的向量，其中包含k個非零元素和n-k個零元素，且k＜＜n，每個元素均屬于有限域GF(q)的范圍；源節點通過m行n列的測量矩陣Φ_m×n對稀疏數據x進行壓縮采樣得到m×1維的測量向量y，即y＝Φ_m×nx，其中m＜n；每當源節點生成g個測量數據包，即g個測量向量y，將其組成測量向量集合Y_m×g＝{y₁，y₂，...，y_g}，并將所述測量向量集合中的g個測量數據包作為一代的數據進行分組，源節點按照每一代的數據分組進行網絡編碼傳輸；

S12、源節點網絡編碼：由源節點在GF(q)域上隨機選取g個元素組成g×1維的網絡編碼列向量v＝{v₁，v₂，...，v_g}^T，將Y_m×g與v在GF(q)域上相乘，得到m×1維的網絡編碼測量向量C，即

C_m×1＝Y_m×g×v_g×1＝(y₁，y₂，...，y_g)(v₁，v₂，...，v_g)^T＝(c₁，c₂，...，c_m)^T；

S13、源節點將v和C打包成網絡編碼測量數據包并將其發送至源簇內的中繼節點；

S2、中繼節點再編碼轉發階段：

中繼節點對所有接收到的網絡編碼測量數據包進行網絡再編碼過程處理，然后通過多跳協作數據傳輸方案將網絡編碼測量數據包傳送到目的節點；

S3、目的節點混合迭代譯碼階段：

目的節點對成功接收到的網絡編碼測量數據包采用混合網絡編碼和壓縮感知的迭代譯碼方法，重建源節點中的數據包。

2.根據權利要求1所述的基于網絡編碼與壓縮感知的多元域數據恢復方法，其特征在于，所述步驟S2的具體實現步驟如下：

S21、源簇內的中繼節點成功接收到網絡編碼測量數據包后將其協作分發到中間簇的中繼節點，給每一個簇內的中繼節點分配一個時間片，并且每個中間簇的中繼節點按照時分多址的方式，將網絡編碼測量數據包協作傳輸至下一個中間簇的中繼節點；

S22、當上一跳中間簇的時間片用完時，當前中間簇的中繼節點對接收到的網絡編碼測量數據包進行再網絡編碼，并將再網絡編碼后的網絡編碼測量數據包發送到目的簇中的中繼節點。

3.根據權利要求2所述的基于網絡編碼與壓縮感知的多元域數據恢復方法，其特征在于，所述步驟S22中再網絡編碼的具體實現步驟如下：

設每個中間簇都有N個中繼節點，將中繼節點接收到的g’個網絡編碼測量數據包組成網絡編碼測量數據集合P_R＝(P_R1,P_R2,...,P_Rg')，其中g’<N，對P_R進行一次網絡再編碼過程：從GF(q)域中隨機選取g’個數{u₁,u₂,…,u_g’}，組成再網絡編碼列向量u＝{u₁,u₂,…,u_g’}^T，對該中繼節點接收的所有網絡編碼測量數據包P_Ri中的v_Ri和C_Ri進行基于GF(q)域上的線性組合，其中i＝1,2,…,g’，組成新的u_T和C_T，具體方法為和再封裝成新的網絡編碼測量數據包進行發送。