[发明专利]一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法。

背景技术

近年来出现的移动容迟/容断网络(Mobile Delay/Disruption Tolerant Networks，MDTN)，通过节点间的委托传输方式进行信息传递。尤其是在应用层与网络层之间插入的捆绑层(Bundle)中间件，支持网络异构互联，以及多种匹配业务需求的分级服务。MDTN适合于某些自然条件恶劣、缺少完备通信设施、大时间尺度、长距离的无线通信领域(如车联网、灾难救援、野外动物跟踪和深空探测通信等)。

MDTN的数据高效高可靠传输，往往需要面临以下部分或全部的特点和难点：①网络拓扑高动态，信道复杂时变，链路生存时间短且易随机中断；②节点资源非均衡，节点之间的缓存、计算能力等通信资源不对等；③信道传输能力受限，节点的高速移动及遮挡造成无线信道受到多径衰落、阴影效应及多普勒频移的严重影响，导致数据传输的丢包率高；④某些通信场景中，节点移动部分可预测(如车联网高速公路通信、深空探测通信等)；⑤网络拓扑非均衡，节点密度和吞吐量需求分时差别较大，容易造成网络分割。针对上述特点和难点，MDTN的数据传输机制的研究有如下趋势：一、研究编码复杂度低、高可靠的信源纠删编码算法，以适应复杂时变信道；二、研究能近容量限传输且编译码复杂度尽量低的多跳纠删传输体制，且该体制应尽可能避免或少使用反馈机制；三、基于适合高动态通信环境的MDTN协议体系，研究逐跳传递、每跳差错控制的策略，综合实现数据的有效、可靠传输。本发明主要以趋势一和二为突破口，研究适合MDTN通信环境的多跳纠删传输体制，拟基于数据业务对传输时延的需求(有无传输时延的限制)设计两种分布式中继纠删编码方案：即时随机决策分布式LT方案(Immediate Random Decision DLT，IRD-DLT)以及延时随机决策分布式LT方案(Deferred Random Decision DLT，DRD-DLT)。与现有MDTN协议体系的中继转发机制相比，能有效提高整个系统的容量，解决中继到目的端链路吞吐量的瓶颈问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑，包括以下步骤，

步骤一、产生(0,1)随机数γ，若γ≤λ，进入步骤二；否则进入步骤三；

步骤二、若d_1,j＝D+1且d_2,j＝D+1，则，随机转发其中一个编码包，丢弃另一个；

否则若d_1,j＝D+1或d_2,j＝D+1，则，转发度为D+1的编码包，缓存另一个；

否则若d_1,j≤2或d_2,j≤2，则，随机转发度≤2的编码包，缓存另一个；

否则将两个包进行异或并转发，返回步骤一；

步骤三、若1≤d_1,j≤D且1≤d_2,j≤D，则，将两个包进行异或并转发；

否则将度为0或度为D+1的包丢弃，从两个信源中分别随机选取两个包进行异或并转发，返回步骤一。

进一步的，所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法的R-D度分布满足以下公式：

其中，所述设采用Ω_W(x)的LT码通过任意接收的个输出节点，以BP译码方式恢复(1-δ)·k个中间节点，编译码复杂度为

进一步的，定义p_i为源节点度为i的包的转发概率，有：

其中ω_i为式(1)展开后xⁱ的系数，步骤二中转发包的度分布φ_i为：

进一步的，所述方案的中继输出的度分布概率为Ω_i＝(1-ξ)·μ_i+ξ·φ_i，则生成函数Ω(x)可表示为：

其中：

进一步的，则当λ＝2/3时，Ω(x)满足类弱鲁棒孤波分布。

一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑，中继R包含缓存器B₁及B₂，包括以下步骤，

步骤一、产生(0,1)随机数γ，若γ≤λ，进入步骤2；否则进入步骤三；