[发明专利]一种基于位图码字距离的渔业大数据分发方法

权利要求书

1.一种基于位图码字距离的渔业大数据分发方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配置一个源节点S，N个转发层节点以及接收层节点的信息，在每个转发层节点R_i(i＝1,2,…,N)上初始化一个解码数据单元集合X和一个复杂码字集合Y，设定转发层节点之间传输时初始的度的最大门限值maxdegree；

2)源节点S把渔业大数据元数据分成m份同等大小的数据块F_i(i＝1,2,…,m)，并采用直接发送结合鲁棒孤子度分布编码方式发送各数据块；

3)转发层节点接收到数据块后，将数据块中已经解码的原始数据存放至解码数据单元集合X中，将未解码的码字存放至复杂码字集合Y；

4)转发层节点采用遗传算法求解位图发送频率f以及最优码字距离序列，其具体步骤为：

4.1)用位图发送频率f、码字距离a、时刻b、转换序列c的参数构成染色体；

4.2)设定种群数量为10，最大迭代次数不超过500，设置收敛条件为种群染色体适应度值方差小于0.1，设置交叉率为0.1，变异率为0.01，并依据给定参数范围，初始化各个染色体基因；

4.3)设定精英初始个数为0，数目上限为5，每隔30代加一次精英，挑选出本代表现最优良的若干个染色体，即在第30代挑选出适应度值最高的一个染色体，在第60代挑出适应度值最高的两个染色体，以此类推，在第150代挑出适应度值最高的五个染色体，之后每隔30代都需要挑选出五个适应度值最高的染色体，挑选出的染色体不经过赌轮选择和交叉变异，直接进入下一代；

4.4)根据每个染色体基因对应的参数集合进行独立实验计算该染色体适应度值；

4.5)计算当前种群中各个染色体累计概率，将精英个体直接保留至下一代，然后按照累计概率，从剔除精英后的种群中选出父代染色体；

4.6)按照交叉率和变异率对父代染色体进行基因交叉和变异，得到的染色体集合称为子代染色体，将父代染色体与子代染色体混合，得到下代种群，至此完成遗传算法的一次迭代过程；

4.7)当种群染色体适应度值方差小于0.1，或迭代次数达到500时，停止迭代；

5)转发层随机选择一个相邻的转发层节点进行转发，当源节点S发送轮次大于码字的度转化时刻，令最大门限值maxdegree加1，传输时所有码字的度不大于度的最大门限值maxdegree，并根据位图发送频率f以及最优码字距离序列选择相应的数据进行编码操作，进行码字交换；

6)重复步骤3)～5)，直到对所有码字完成解码，将解码后的数据发送给转发层节点所对应的接收层节点。

2.根据权利要求1所述的基于位图码字距离的渔业大数据分发方法，其特征在于：所述步骤2)的具体步骤为：

2.1)源节点S把渔业大数据元数据分成m份同等大小的数据块F_i(i＝1,2,…,m)，并依次将数据块F₁,F₂,…,F_m发送给各个转发层节点；

2.2)计算理想孤子度分布，计算公式为：

式中，ω(d)表示理想孤子度分布，d表示数据块的编号，m表示数据块总个数；

2.3)计算译码过程中期望的度为1的编码数据包个数g，计算公式为：

式中，μ为译码器未能完全恢复原始信息的概率，c为0和1之间的某一常数；

2.4)定义一个正数函数τ(d)，

2.5)将理想孤子度分布ω加到正函数τ上，再进行归一化，得到鲁棒孤子度分布函数，鲁棒孤子度分布函数为：

式中，表示采用鲁棒孤子度分布进行编码时，编码包度为d的概率，Z表示度从1到d的理想孤子度分布ω加到正函数τ上之和，Z的计算公式为：

Z＝∑_d(ω(d)+τ(d)) (5)；

2.6)根据鲁棒孤子度分布函数，选择度为d的编码包进行发送。