[发明专利]基于分布式喷泉码的车辆自组织网络实时组播方法

权利要求书

1.基于分布式喷泉码的车辆自组织网络实时组播方法，其特征在于：为实现从一个源端，经r个中继车辆向d个目的车辆组播发送k个源数据包，采用的技术方案如下：

步骤1，将k个数据包分成两个集合k₁和k₂，每个集合都包含k/2个数据包；采用改进的去卷积孤立度分布，得到异或模式的选取概率λ_m及其度分布f_m(i)，以及直传模式的选取概率1-λ_m及其度分布μ′₁(i)；

所述的改进的去卷积孤立度分布的求解过程在基于传统的LT码度分布的分解技术将LT码的鲁棒孤立度分布μ(i)分成两部分基础上进行：

μ(i)=β′β·μ′(i)+β′′β·μ′′(i),]]>1≤i≤k2---(2)]]>

其中,μ′(i)和μ″(i)分别代表采用异或模式和直传模式生成的类似LT码的度分布，β′/β和β″/β分别代表μ′(i)和μ″(i)的概率，β′/β+β″/β=1；

继续将μ′(i)分成两部分：中继车辆直接将编码包传给目的车辆为事件E₁，中继车辆需要进行异或运算为事件E₂；

DLT码异或后产生的类似LT码的度为i时事件E₁和E₂发生的概率分别为P(E₁|d＝i)和P(E₂|d＝i)；

P(E1|d=i)=2·k/2i/ki,1≤i≤k/20,k/2+1≤i≤k---(3)]]>

P(E₂|d＝i)=1-P(E₁|d＝i),1≤i≤k    （4）

其中d是LT码的度，k为数据包数目，利用贝叶斯法则：

P(d=i|E1)=P(E1|d=i)·μ′(i)P(E1)---(5)]]>

P(d=i|E2)=P(E2|d=i)·μ′(i)P(E2)---(6)]]>

P(d＝i|E₁)和P(d＝i|E₂)代表事件E₁和E₂发生时度为i的概率，其中

P(E1)=Σi′=1kP(E1|d=i′)·μ′(i′)---(7)]]>

P(E₂)=1-P(E₁)         （8）

令η=P(E₁)，代表事件E₁发生的概率，则

μ′(i)=η·P(d＝i|E₁)+(1-η)·P(d＝i|E₂)      （9）

将式（9）插入式（2），得到

μ(i)=β′β·μ′(i)+β′′β·μ′′(i)]]>

=β′β·μ′(i)+(1-β′β)·μ′′(i)---(10)]]>

=β′β·[η·P(d=i|E1)+(1-η)·P(d=i|E2)]+(1-β′β)·μ′′(i),1≤i≤k]]>

整理得到

直传模式的总的度分布为μ′₁(·)，包含式（2）中的μ″(i)和事件E₁；异或模式的总的度分布为μ′₂(·)，包含E₂，μ′₂(·)需要去卷积，得到

fm(i)=μ2′(2),i=1μ2′(i+1)-Σj=2i-1fm(j)fm(i+1-j)2fm(1),2≤i≤k/20,others---(12)]]>

式（11）重写成

μ(i)=β′β·(1-η)·μ2′(i)+(1-β′β·(1-η))·μ1′(i)---(13)]]>

其中

μ1′(i)=β′β·η1-β′β·(1-η)·P(d=i|E1)+1-β′β1-β′β·(1-η)·μ′′(i)]]>和μ′₂(i)=P(d＝i|E₂)

所以对于DLT码的度分布采用改进的去卷积孤立度分布p_m(·)为

p_m(i)=λ_m·f_m(i)+(1-λ_m)·μ′₁(i),1≤i≤k2]]>

其中λm=β′β·(1-η);]]>

步骤2，在0到1之间产生一个随机数val，若val＜λ_m，则采用异或模式进行编码，度分布为f_m(i)，概率为λ_m；反之，则采用直传模式进行编码，度分布为μ′₁(i)，概率为1-λ_m；根据选择的度分布随机选择当前编码包的度d；

步骤3，根据步骤2得到的当前编码包的度d，生成DLT编码包；

（1）在异或模式下，源端交替在k₁集合和k₂集合里选择d个数据包用来异或生成DLT编码包并组播发送给中继车辆；

（2）在直传模式下，从k个数据包中选择d个数据包用来异或生成DLT编码包并且直接传给目的车辆；

步骤4，重复步骤2到步骤3，生成多个编码包；当某一目的车辆接收到的编码包数达到可以译码的数量时，采用置信度传播算法进行译码，获得源数据包后向源端发送一个ACK；当源端接收到来自所有目的车辆的ACK时，源端停止生成DLT编码包。

2.根据权利要求1所述的基于分布式喷泉码的车辆自组织网络实时组播方法，其特征在于：步骤3在异或模式下生成DLT编码包又分为两种情况：

a.中继车辆没有已存的DLT编码包，则根据f_m(i)选择d个数据包用来异或生成DLT编码包，并将该DLT编码包储存在中继车辆；

b.中继车辆已经存有DLT编码包，则根据f_m(i)选择d个数据包用来异或生成新的DLT编码包；如果新的DLT编码包与中继车辆已存在的DLT编码包来自不同的集合k₁和k₂，那么将新的DLT编码包与中继车辆的DLT编码包进行异或后形成MLT编码包，并通过组播发送给目的车辆；如果二者来自相同的集合，那么选择其中的任意一个储存在中继车辆。