[发明专利]非等局部域的可修复喷泉码设计方法

权利要求书

1.一种非等局部域的可修复喷泉码设计方法，其特征在于，适用于分层异构D2D网络的设备缓存下载和数据修复，所述方法包括以下步骤：

基于宏基站BS、微型基站MBS和移动设备构建分层异构D2D分布式存储网络模型；

通过所述分层异构D2D分布式存储网络模型，推导在有一定的修复间隔的情况的数据下载和修复的能量开销公式，并设计适用于分层异构分布式系统存储网络的非等局部性可修复喷泉码及其修复策略；

在检测到D2D分布式系统覆盖区域中有存储节点离开本区域时，基于推导的所述数据下载和修复的能量开销公式，以及设计的所述非等局部性可修复喷泉码及其修复策略，对离开的存储节点内的数据进行修复并存储到本区域中新的存储节点上，以保证其他设备的数据下载请求和系统可用性。

2.根据权利要求1所述的非等局部域的可修复喷泉码设计方法，其特征在于，所述方法还包括：

在D2D分布式系统覆盖区域中，在不同区域使用不同参数的非等局部性可修复喷泉码进行数据编码处理。

3.根据权利要求2所述的非等局部域的可修复喷泉码设计方法，其特征在于，所述在D2D分布式系统覆盖区域中，在不同区域使用不同参数的非等局部性可修复喷泉码进行数据编码处理的步骤包括：

将k个输入符号以一定的比例分成数目为k_r和k_g的两组，u₁到表示第一组输入符号，u′₁到表示第二组输入符号；

对两组输入符号分别使用参数为(n_r，k_r，d(k_r))和(n_g，k_g，d(k_g))的可修复喷泉码进行编码，并将生成的编码符号分别存储到第一区域内的节点和第二区域内的节点，其中，编码符号个数n，输入符号个数k，修复连接节点个数d(k)；

由u₁到生成第一组的n_r个编码符号，包含系统符号v₁到以及度为d(k_r)的校验符号；第二组编码符号的生成和第一组类似，由u′₁到生成的n_g个编码符号，包含系统符号v′₁到以及度数为d(k_g)的校验符号；

假设第一区域中的节点数目小于n_r的概率、第二区域中节点数目小于n_g的概率都忽略不计，在编码时不用生成全局校验符号，URL-RFC的编码生成矩阵G[I_k|P_r|P_g]由三部分组成，其中，I_k为两组系统符号对应的单位矩阵、P_r对应第一组校验符号以及P_g对应第二组校验符号，编码过程用公式表示为：

v＝uG[I_k|P_r|P_g]

式中v表示编码符号向量，u表示输入符号向量。考虑均匀分配，每个存储节点需要存储比特数据，任意编码符号v_j表示为：

v_j＝uG(j)＝∑ω_iju_i

其中，G(j)表示生成矩阵G[I_k|P_r|P_g]的第j列。

4.根据权利要求1所述的分层异构D2D网络的数据修复方法，其特征在于，所述基于宏基站BS、微型基站MBS和移动设备构建分层异构D2D分布式存储网络模型的步骤包括：

构建分层异构D2D分布式系统，该系统包含一个可覆盖整个系统区域的宏基站，并包容移动设备、服务需求的多样性，将系统覆盖区域划分成M个相同大小的子区域，采用M个微型基站，相邻两个子区域利用一个微型基站进行覆盖，形成分层的网络结构，该网络结构包括：D2D链路、BS链路和MBS链路；其中，每个子区域中的N个移动设备作为存储节点可自由的进出系统，且移动设备的进出均服从泊松过程；同一子区域内的移动设备使用D2D链路进行通信。