[发明专利]一种滑窗BATS Codes的设计方法

摘要

本发明属于网络编码技术领域，具体涉及一种滑窗BATS Codes的设计方法。本发明在BATS Codes的基础上，引入滑窗的策略，将长码分段划分为多个短码块，通过采用逐个窗编码逐个窗译码逐个窗输出的方式来解决无人机集群网络中对低时延的需求。滑窗BATS Codes在窗与窗之间不需要增加反馈，发送足够的数据包后，窗口即可向下移动。窗与窗之间重叠部分的输入原始数据包在译码端译码完成后，将推动前一个(或几个)窗内编码包的译码。而更为重要的是，滑窗策略将虚拟的增加原始数据包的长度，使其译码性能不至大幅度的下降。通过这样的一种设计方法，使得BATS Codes在无人机集群网络中得以应用，确保通信的可靠性，且时延性能可以得到较大的提升。

主权项

1.一种滑窗BATS Codes的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在第一个窗内，对w个输入数据包进行编码，在源节点处按照外码编码过程产生各个batch，产生一个batch的具体过程为：a)将原始数据等分为K个数据包，每个数据包包含L个符号，符号数值在有限域0～(2q‑1)范围内，q取整数值，将其称为有限域的大小；b)在K个数据包中均匀地随机选取d_i个不同输入数据包，按列构成矩阵c)在有限域0～(2^q‑1)范围内随机产生一个系数矩阵根据矩阵G_i中的列信息对d_i个输入数据包进行线性组合，生成M个编码包，用矩阵表示为B_iG_i，组成一个batch；然后依次将batch发送至中间节点，在中间节点，对每一个batch内的编码包按照内码编码过程进行随机线性网络编码，具体为：定义Hi表示第i个batch的转移矩阵，Yi是其对应batch的输出编码数据包：Yi＝BiGiHi其中，Hi的行数为M，列数与第i个batch接收到的编码包数有关；接着将batch依次发送至接收端；一个窗所对应发送batch数N由下式计算：其中hs对应信道秩分布；S2、当接收端接收到第一个窗发送的N个batch后，译码器按照译码过程，对接收到的batch进行译码，直至没有可译的校验节点；S3、当上一个窗译码结束后，窗口向下滑动s距离，按S1所述编码方式对当前窗口所包含的w个原始输入数据包进行编码，接收端接收到N个batch后，根据前一个窗中已恢复的变量节点对新产生的校验节点i进行更新，更新步骤具体如下，变量节点j对每一个batch：S31、如果已恢复的变量节点j如果与该校验节点相连，该校验节点的度数降1，Ai＝Ai/j，Ai表示与第i个batch相连的变量节点的序号向量；S32、删除Gi中对应于变量节点j的那一行g；S33、对应的Yi＝Yi‑bjgHi，bj为变量节点j对应的原始数据包；S4、更新结束后再按照译码过程对接收到的N个batch进行译码，译码完成后，窗口向下滑动距离s；S5、跳转至步骤S3，重复S3、S4的过程，直至译码器完成最后一个窗口的译码。