[发明专利]一种用于无线中继通信的数据传输方法

摘要

一种用于无线中继通信的数据传输方法，包括下列操作步骤(1)源节点把要发送的原始数据分割成k个大小相同的原始包；(2)发送端向接收端发送前述的全部k个原始包，接收端成功接收到n个原始包；(3)所述的发送端按照设定的编码方法对原始包进行编码，得到编码包，并向接收端发送编码包；(4)所述的接收端按照设定的译码方法对所接收的编码包进行译码，直到所述的接收端可以完全恢复出所有丢失的原始包或译码过程结束；本发明使用基于丢包率的波纹大小递减的喷泉编译码方法，使得数据传输过程中冗余率小，吞吐率高，传输速度快。

主权项

一种用于无线中继通信的数据传输方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步骤：(1)源节点把要发送的原始数据分割成k个大小相同的原始包，原始包又称为信源符号，k为自然数，表示信源符号的长度，构造信源符号序列S＝[s1,s2,...,sk]，其中si表示第i个信源符号，i为不大于k的自然数；(2)发送端向接收端发送前述的全部k个原始包，由于存在丢包率，接收端成功接收到n个原始包，n是一个不大于k的自然数，接收端把接收到的原始包的数量n通过反馈的方式告诉发送端；所述的发送端可以是源节点，也可以是中继节点；所述的接收端可以是中继节点，也可以是目的节点；(3)所述的发送端按照设定的编码方法对原始包进行编码，得到编码包，并向接收端发送编码包；编码包又称为编码符号；所述的设定的编码方法是基于丢包率的波纹大小递减的喷泉编码方法，其具体内容包括如下操作步骤：(31)计算编码度分布函数ρ(d)，其中d为自然数，d＝1,2,3,...,k，具体计算过程包括如下子步骤：(3101)如果所述接收端成功接收的信源符号个数为n，令作为编码度分布函数的最小度数，即：ρ(d)＝0，当d＜d0时，运算符表示取不大于x的最大整数；(3102)按照下式计算波纹应该保持的最小值R0(L)，R0(L)=s,L>sL,L≤s]]>上式中，L是一个自然数，表示在译码过程中还未成功译码的信源符号的个数；s表示译码过程中未被处理的编码度数为1的编码符号的个数；s定义为其中c是译码过程中未被处理的编码度数为1的编码符号的数量的调节参数，δ指译码失败的概率；所述的波纹是指译码过程中未被处理的编码度数为1的编码符号的集合，编码度数为1的编码符号即是信源符号；(3103)假设n个信源符号已经成功接收并加入到所述的波纹中，按照下式计算波纹大小应该保持的值R(L)，R(L)=R(L+1)-1,R(L+1)>R0(L)+1R0(L),R(L+1)≤R0(L)+1]]>(3104)按照下式计算当k‑L个信源符号被译码成功时应该释放的信源符号的数量Q(L),Q(L)＝R(L)‑R(L+1)+1(3105)按照下式计算当L个信源符号还未译码成功，所述波纹大小为R时，一个编码度数为d的编码符号被释放并且能够加入到波纹中的概率q(d,L,R)，(3106)通过最小非负二乘法求解如下线性方程组，求解出编码度分布函数ρ(d)，PM·ρ(d0)M·ρ(d0+1)...M·ρ(k-2)M·ρ(k-1)M·ρ(k)=Q(k)Q(k-1)...Q(3)Q(2)Q(1)]]>上述方程组中P是一个由所述概率q(d,L,R)构造的矩阵，具体定义如下：上述方程组中，M表示所需要的编码符号的数量；(32)对步骤(1)所述的信源符号序列S＝[s1,s2,...,sk]进行喷泉编码，得到喷泉编码序列V＝[v1,v2,...]，其中，编码符号vi(i＝1,2,...)的实现步骤如下：(3201)按照步骤(31)计算出的编码度分布函数ρ(d)，根据所述的分布函数ρ(d)随机生成一个非负整数di，将di作为编码符号vi的编码度；(3202)从k个信源符号中随机选取di个不同的信源符号；(3203)对所述的di个不同的信源符号进行异或运算，得到编码符号vi；(4)所述的接收端按照设定的译码方法对所接收的编码包进行译码，直到所述的接收端可以完全恢复出所有丢失的原始包或译码过程结束。