[发明专利]一种针对海面信道的网络编码可靠传输方法

说明书

本发明涉及一种针对海面信道的网络编码可靠传输方法，包括以下步骤：步骤1：依据海面信道的无线信道模型，建立海面无线信道响应；步骤2：利用流内网络编码实现大数据量的上行可靠传输，对于连续的数据流进行随机线性网络编码；步骤3：接收端利用高斯消元法解调相关数据。与现有技术相比，本发明有效降低网络开销，提高网络数据吞吐量，从而达到并实现与TCP机制兼容结合的效果。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种针对海面信道的网络编码可靠传输方法。

背景技术

网络编码的核心思想是利用多个接收节点的差异性，对多份数据进行编码融合，使不同的接收者通过解码计算从编码数据中获取各自所需的信息，从而实现一次传输多节点受益。该种编码可以由k个原始数据符号生成n(nk)个编码符号，引入n-k个编码符号冗余。接收方只要收到其中任意k+ε个编码符号(ε＜＜k)，即可通过译码以高概率成功恢复全部原始数据符号，对抗随机信道误码。

网络编码的本质是通过牺牲节点的计算和存储资源换取链路带宽利用率的提高。研究表明，网络编码在提高网络吞吐量、改善负载均衡、减小传输延迟、节省节点能耗、增强网络鲁棒性等方面均显示出其独特的优越性。网络编码技术己被证明是可以逼近网络容量理论传输极限的有效方法，被国际学术界和美国军方认定为解决网络传输问题的重要手段。在网络中引入网络编码技术，增加结点对数据的编码运算功能，节约网络链路的带宽资源，减小网络数据传输中瓶颈链路的影响。结合网络编码的定义，网络编码的基本原理,如下图1和图2所示。

描述网络中任一数据传输路径的中间结点收到来自不同链路的数据分组y1、y2和y3，其中，图1描述在传统网络中，网络中间结点仅对其接收到的数据分组进行存储和转发，即经中间结点转发后的数据分组仍为y1、y2和y3；而图2描述在网络数据传输路径的中间结点应用网络编码后，经中间结点编码融合后的编码数据为f1(y1，y2，y3)和f2(y1，y2，y3)，即新数据是来自不同链路数据的组合。由此可见，网络编码对于网络各中继结点采用完全不同于传统路由传输信息的处理方式，即对应于网络中的每条边e，存在一种映射f_e为编码函数，将某结点输入边的信息映射成结点某个输出边传输的信息。同时，网络源结点产生的信息经网络中继结点传送到网络目的结点时，为从目的结点输入边传输的信息中恢复出原始信息，目的结点对所接收的数据进行解码，即存在从编码数据到原始数据的映射为结点v所接收到的数据空间Φ(v)(Φ(v)＝{Z(v,1),Z(v,2).....,Z(v,μ(v)},μ(v)为v接收的信息数量)中的元素)，g_v,i为对应目的结点v的第i个所需数据的解码函数，由上述可知，网络结点可对网络传输的比特信息流进行特定的运算，实现网络编码的应用。

针对特定的网络去构造一个可行的网络编码方案是网络编码走向实际应用迫切需要解决的核心问题，其构造网络编码方案的过程就是求解网络编码问题的方法。根据对全局网络拓扑信息的需求程度，划分为集中式和分布式两类编码构造方法进行分析。

无线信道的广播特性为发挥网络编码在无线网络中的性能优势奠定了良好的应用基础。无线网络已成为网络编码技术应用的重要领域。网络编码作为一种新型的网络传输技术，不可避免地会走上从简单应用到与其它现有技术相互融合的演进道路。利用无线信道的广播特性和网络编码技术，并与现有的无线网络通信技术进行融合和改进，可以有效提高无线网络的网络容量、传输效率、健壮性和安全性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针对海面信道的网络编码可靠传输方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种针对海面信道的网络编码可靠传输方法，包括以下步骤：

步骤1：依据海面信道的无线信道模型，建立海面无线信道响应；

步骤2：利用流内网络编码实现大数据量的上行可靠传输，对于连续的数据流进行随机线性网络编码；