[发明专利]一种适用于多跳中继通信的网络编解码方法

权利要求书

1.一种适用于多跳中继通信的网络编码方法，包含以下步骤：

步骤1、收集多跳中继通信网络的链路丢包率ε、信噪比SNR和信道编码码字长度n；

步骤2、基于链路丢包率ε、信噪比SNR和信道编码码字长度n计算编码分组长度N；

步骤3、根据下式确定源分组个数M的范围：

F≥M≥F/N，

其中，F是需要传输的信息长度；

步骤4、针对源分组个数M，得到参与编码的源分组个数W的取值范围：[1, M]；

步骤5、针对确定的源分组个数M和参与编码的源分组个数W，使用吸收马尔科夫链模型求出对应的信息传输完成时间T_n；

步骤6、确定最小的信息传输完成时间T_s=min{T_n}，最小的信息传输完成时间T_s所对应的源分组个数为M_s、对应的参与编码的源分组个数为W_s；

步骤7、根据编码分组长度N和编码密度W_s/M_s对信息进行编码。

2.根据权利要求1所述的适用于多跳中继通信的网络编码方法，其特征在于：将整个通信协议分成3层，即应用层、编码层和物理层；在应用层中，需要传输的信息被随机划分成若干个长度相等的源分组；在编码层中，随机选择来自于有限域GF(2⁸)的编码系数与应用层中划分出的源分组相乘后再相加，形成随机线性网络编码分组；在物理层中，编码分组开始在各个节点之间传输。

3.根据权利要求2所述的适用于多跳中继通信的网络编码方法，其特征在于：编码过程中将编码密度和编码系数放置在编码分组的包头。

4.一种基于权利要求1所述编码方法的信息转发方法，其特征在于：中继节点阶段设置编码密度的筛选值，若编码分组的编码密度不大于该筛选值，则该编码分组转发至下游节点；若编码分组的编码密度大于筛选值，则该编码分组暂时缓存在中继节点，当中继节点缓存满载后，再次收到编码密度大于筛选值的编码分组时，缓存中的编码分组按照编码密度从小到大的排列方式依次发送。

5.一种根据权利要求4所述的信息转发方法，其特征在于：当目的节点解码成功时，向各个节点反馈，源节点停止产生新的编码分组，中继节点停止转发，并且清空缓存中的编码分组。

6.一 种基于权利要求1所述编码方法的解码方法，其特征在于：解码的过程分为2步：

1）分类：通过编码分组包头的编码密度对编码分组进行分类，编码密度越小的分组享有越高的解码权；

2）求值：经过分类得到解码优先级最高的分组是编码密度最小的编码分组，将这些编码分组与其编码密度分别组合成编码分组矩阵和编码系数矩阵，将编码分组矩阵右侧点乘编码系数矩阵的逆矩阵，得到源分组，将可以解码得到的源分组存放到已解码的分组矩阵中；随后进行编码密度第二小的编码分组解码，通过编码系数信息确定编码密度最小的编码分组所包含的源分组与编码密度第二小的编码分组所包含的源分组，比较这两类编码分组所包含的源分组是否重合，如果存在重合，则将编码密度最小的编码分组解码成功的源分组代入编码密度第二小的编码分组中辅助解码，如果不存在重合，则根据求解多元一次方程的高斯消元法，依次求出可以解码成功的源分组，并将可以解码的源分组存放到已解码的分组矩阵中；然后再求解第三小编码密度的编码分组可以解码成功的源分组，按照这样的方式依次解码，直至所有源分组全部解码成功。