[發明專利]一種基于漢明重量編碼的廣播重傳方法及系統

在審

• 申請號: 201811408968.2
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109495213A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 徐光憲;胡子昂;劉超;王延威;崔俊杰
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;張麗萍

1.一種基于漢明重量編碼的廣播重傳方法，其特征在于，包括：

S1、衛星光源節點以固定的間隔周期Δt，向N(N≥2)個接收端廣播M個信息包，所述衛星光源節點與接收端之間服從伯努利分布，且其丟包率相互獨立；

S2、所述衛星光源節點向接收端廣播M個原始信息包后，各接收端發送ACK/NACK控制包到所述衛星光源節點反饋其丟失情況，所述丟失情況包括：信息包是否丟失，以及丟失信息包的標號和丟失節點的標號；

S3、所述衛星光源節點根據接收端反饋的丟失信息包數目，將其是否丟失信息包記錄在反饋矩陣W中，其中，所述反饋矩陣W是N×M的矩陣，行表示N(N≥2)個接收端，列表示M個信息包，W(i,j)＝1表示第i個接收端Ti未收到第j個信息包Pj，W(i,j)＝0表示第i個接收端Ti收到第j個信息包Pj；

S4、所述衛星光源節點根據所述反饋矩陣W中記錄的信息包丟失分布數據，通過漢明重量編碼方式對接收端丟失的信息包進行編碼組合，廣播重新發送給所有接收端，直到所有接收端都恢復其丟失的信息包為止。

2.根據權利要求1所述的一種基于漢明重量編碼的廣播重傳方法，其特征在于，步驟S4包括：

S41、計算所述反饋矩陣W中每列信息包的漢明重量值Yi(0≤Yi≤N,1≤i≤M)，根據計算得出的漢明重量值對M列信息包由大到小進行排列，更新所述反饋矩陣W；

S42、根據批次發送策略，計算出信息包需要的批次數量，根據計算得出的漢明重量值劃分出每個批次包含的信息包：

如果漢明重量值Yi＝N，則將其單獨劃分為一個批次；

如果漢明重量值Yi＜N，把其漢明重量值賦值給s，將漢明重量值Yi≤N-s且滿足編碼條件的所在列信息包劃分為一個批次，直到完成所需批次；

S43、針對每個批次的信息包先將最大的漢明重量值Y_i所對應的信息包與其余的信息包自適應地進行編碼，再從剩余信息包中開始查找，若兩個信息包滿足發送策略，即將此列賦值為0，把信息包的編號放入數組C中，兩個數據包中1的個數重新賦值給s，若此時s＝N，則編碼組合這兩個信息包進行廣播重傳；

S44、根據接收端的接收情況及時更新所述反饋矩陣W，若新的矩陣是一個非零矩陣，則重復步驟S43，直到所述反饋矩陣W為全0矩陣。

3.根據權利要求2所述的一種基于漢明重量編碼的廣播重傳方法，其特征在于，所述編碼條件為：假設第M次重傳時，為編碼組合包，P1,P2,P3,...,Pn,Pk對應的漢明重量值為Y1,Y2,Y3,...,Yn,Yk，當且僅當接收端Ti只有1個信息包丟失的情況下，才可能解出1個原始信息包，接收端Ti想要正確解碼出編碼組合包中丟失的信息包數據需要滿足：Y1+Y2+Y3+...Yn＝Yk。

4.根據權利要求2所述的一種基于漢明重量編碼的廣播重傳方法，其特征在于，由于所述衛星光源節點與接收端之間的信道具有一致的統計性質，當信息包數量M足夠大時，可認為所述衛星光源節點在單個批次的信息包發送完成后，其產生的丟失信息包數目大致相同，即：

T＝Q((1-p_c)(1-p_e)^L-p_c(1-p_u)^L)

其中，T為產生的丟失信息包數目，Q為發送原始信息包的數量，p_cp_ep_u均為參數，L為信息包長度，為保證接收端可以成功接收一個批次的信息包，所述衛星光源節點需要廣播的信息包總數量為：

其中，N為所述衛星光源節點需要廣播的信息包總數量，隨機變量X_k為接收端k正確接收單個信息包需要的平均傳輸次數，那么可知p(x_k≤i)表示第i次發送后接收端k的成功接收概率，即：

其中，表示廣播重傳的編碼組合包的數量，則所有接收端成功接收單個信息包所需要的平均傳輸次數為