[發(fā)明專利]一種基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法

有效

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• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109639393B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 宋鶯;劉媛;孫寶林;夏群林;桂超;鄒偉
• 申請（專利權）人: 武漢同德興信息技術有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 趙偉

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡編碼技術領域，公開了一種基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法，包括(1)確定無線網(wǎng)絡中擬傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組大小；(2)確定二次置換多項式；(3)確定二次置換多項式的值以及滑動窗口的大小；(4)數(shù)據(jù)分組進入到滑動窗口；(5)將窗口中的數(shù)據(jù)分組進行網(wǎng)絡編碼后傳輸；(6)接收方接收數(shù)據(jù)分組并進行解碼操作，直至接收完全部的數(shù)據(jù)分組、恢復原始數(shù)據(jù)分組；本發(fā)明提供的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法方法，只對進入滑動窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)分組進行編碼操作，減少了網(wǎng)絡編/解碼操作的復雜性和計算時間，實現(xiàn)了快速的網(wǎng)絡編碼機制，從而最大化地提高了無線網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量以及延長網(wǎng)絡生存期。

技術領域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡編碼技術領域，更具體地，涉及一種基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法。

背景技術

現(xiàn)有技術公開的滑動窗口數(shù)據(jù)確定方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術中確定滑動窗口在某一時刻時包含的業(yè)務數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值，所采用的方式所需獲取的數(shù)據(jù)數(shù)目較多，對系統(tǒng)資源的消耗較大的問題。現(xiàn)有技術公開的制滑動窗口移動的方法及裝置，解決了當服務器沒有事件被輸入時，服務器的滑動窗口不會向后滑動，導致之前落在滑動窗口內(nèi)的事件無法被處理輸出的問題。現(xiàn)有技術公開的二次置換多項式(Quadratic PermutationPolynomial，QPP)交織器，對輸入交織器的序列u_k以函數(shù)f(i)＝(f_1i+f_2i)mod(k)進行交織，以提高Turbo碼的性能。現(xiàn)有技術公開的基于滑動窗口的網(wǎng)絡編碼方法，通過確定滑動窗口大小，并僅對滑動窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)分組進行編碼，進一步提高了網(wǎng)絡編碼的可靠性，顯著降低了解碼復雜性，在實現(xiàn)快速網(wǎng)絡編碼的同時，從而使網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量最大化，大大延長了網(wǎng)絡生存期。

但是現(xiàn)有技術主要是利用置換多項式對交織器與Turbo碼在一些領域中的應用，而在滑動窗口機制中，對滑動窗口的大小、滑動步調(diào)大小等缺少較強的理論支持。當網(wǎng)絡中出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)分組時，會導致后面的一系列數(shù)據(jù)分組都不能立即傳輸，因此接收節(jié)點需要緩存大量的數(shù)據(jù)分組，同時滑動窗口的大小、數(shù)據(jù)的傳輸控制、解碼系數(shù)矩陣的規(guī)模增大，解碼的復雜度也就增加。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法，其目的在于提高網(wǎng)絡編碼的編/解碼效率，從而實現(xiàn)最大化地提高網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量以及延長網(wǎng)絡生存期。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法，包括如下步驟：

(1)確定無線網(wǎng)絡中擬傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組大小；

(2)構造二次置換多項式；

(3)確定二次置換多項式的值以及滑動窗口的大小；

(4)擬傳輸數(shù)據(jù)分組進入到滑動窗口，將滑動窗口中的數(shù)據(jù)分組進行網(wǎng)絡編碼后傳輸；

(5)接收方對接收的網(wǎng)絡編碼進行解碼，恢復出原始數(shù)據(jù)分組。

優(yōu)選地，上述基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法，網(wǎng)絡編碼是在有限域GF(2ⁿ)中隨機選取源向量系數(shù)的線性組合，允許從中間節(jié)點輸入組合數(shù)據(jù)分組，每個組合數(shù)據(jù)分組包含一個源數(shù)據(jù)分組的線性組合。

優(yōu)選地，上述基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法，將二次置換多項式p(x)定義為：p(x)＝ax²+bx，其中a、b、x都是非負整數(shù)，p(x)＝ax²+bx的模是N。

優(yōu)選地，上述基于二次置換多項式的滑動窗口網(wǎng)絡編碼方法，所采用的二次置換多項式p(x)＝84x²+41x模112，即N＝112；該二次置換多項式p支持4個窗口大小，分別為56、28、14和7。