[发明专利]一种基于分批稀疏码的多跳网络通信方法和系统

权利要求书

1.一种基于分批稀疏码的多跳网络通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，源节点中的传输层接收来自数据源的数据文件，每个数据文件包括多个数据包；

S200，当接收到文件发送请求时，所述源节点中的传输层利用分批稀疏码中的外码对所述数据包进行编码以生成多个包含多个编码包的批，所述批随后被发送至网络层；

S300，当网络层接收到所述批中的编码包时检测当前节点是否为目的节点，如果不是目的节点，则进行步骤S400，如果是目的节点则进行步骤S500；

S400，所述网络层对同一批中的编码包进行重编码，在重编码过程中应用系统重编码，其中在网络层接收到编码包之后，将接收到的编码包作为当前节点的重编码包，对比接收到的重编码包数量与上一节点发送的数量是否相等，若不相等，通过随机线性编码生成额外的重编码包作为同一批中的重编码包，将所述额外的重编码包和接收到的编码包发送至当前节点的链路层，并将重编码的包发送至下一节点的网络层以返回执行步骤S300；

S500，将包发送至目的节点中的传输层，所述目的节点中的传输层对接收到的批进行解码，以恢复所述数据文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S100还包括将数据文件被分割成相等长度的数据包。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将中间节点传输的批的重编码包的数量设置为与源节点的重编码包的数量相同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S200中的分批稀疏码包括外码和内码，所述外码在节点的传输层中实现，所述内码在节点的网络层中实现，其中所述外码是矩阵喷泉码，所述内码包括中间节点上的随机线性编码。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S200中进行分批稀疏编码以生成多个批还包括以下步骤：

S210，对度分布Ψ＝(Ψ₁,...,Ψ_K)进行采样并返回度d_i；

S220，从所有的K个输入包中均匀随机选择d_i个输入包B_i；

S230，形成d_i×M的完全随机矩阵G_i，由多个输入包生成的批X_i表示为X_i＝B_iG_i；其中M是批的大小。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S500中对接收到的批进行解码还包括基于置信度传播算法进行解码，当基于置信度传播算法的解码停止时，将未解码的输入包标记为非活动的并作为已解码的包替换到所述批中，以恢复基于置信度传播算法的解码过程。

7.一种基于分批稀疏编码的多跳网络通信系统，其特征在于，包括：

数据源，用于向源节点发送数据文件，其中每个数据文件包括多个数据包；

编码器，用于在源节点中的传输层利用外码对所述数据包进行编码以生成多个批，所述批包括多个编码包，所述批被发送至网络层；

重编码器，用于在源节点和中间节点中对多个编码包进行重编码，在重编码过程中应用系统重编码，其中在网络层接收到编码包之后，将接收到的编码包作为当前节点的重编码包，对比接收到的重编码包数量与上一节点发送的数量是否相等，若不相等，通过随机线性编码生成额外的重编码包作为同一批中的重编码包，将所述额外的重编码包和接收到的编码包发送至当前节点的链路层；

存储器，用于在每个节点中缓冲或存储编码包；

解码器，用于在目的节点中的传输层对接收到的批进行解码，以恢复所述数据文件。