[发明专利]一种基于复杂网络的文件传输编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络数据的可靠性传输领域，特别涉及一种采用基于复杂网络的短环检测和规避算法的LT码编码方案进行传输文件的方法。

背景技术

Luby Transform码(简称LT码)是由Luby在2002年提出的一类具有无码率特性的数字喷泉码。它的编译码性能直接取决于其编码符号的度分布。理想孤子分布在理论上能够实现最优的LT码编译码性能，即恢复K个输入符号需要的编码符号数为K。然而，由于基于理想孤子分布的LT码并不能保证在整个译码过程中预处理集的元素个数始终为1，预处理集微小的波动造成整个译码过程失败。为了解决上述问题，Luby进一步提出了基于稳健孤子分布的LT码，它使得在整个译码过程中，预处理中元素个数稳定在一个大于1的范围内。基于稳健孤子分布的LT码的性能优于基于理想孤子分布的LT码的性能，成为目前LT码的一个标准设计方法。现有的LT码编码方案大都是以基于稳健孤子分布的LT码为基础所作的改进，如基于次优度分布的LT码、多目标优化LT码、采用混沌理论设计的LT码等。2012年，赵等利用无标度网络的最短平均路径长度特性，提出了一类具有无标度特性的LT码，使得LT码的编译码效率和译码成功概率都有了较大的改善。并以此为基础，结合理想孤子分布在度释放概率方面的优势，提出了一类具有稳健无标度特性的LT码，进一步改进了LT码的编译码性能。

最近几年的研究发现短环的出现对LT码的编(译)码性能具有一定的影响。对于编码过程来说，编码符号期望得到更多输入符号传递的信息，然而，短环的存在使得输入符号的信息重复传递给编码符号，造成编码符号的浪费。Zhang等在2008年在《Little Cycle elimination of Fountain codes using Distilling Correlative Columns》一文中提出采用抽取相关列方法规避LT码中的短环结构，Zhou等在《A cycle elimination algorithm for construction of LT codes》一文将PEG算法用于LT码的短环检测及规避算法中，使得数据在理想信道中得到了更好的译码成功概率。

上述两种方法均只针对Tanner图中出现的四环结构提出的，并没有考虑大于等于六环的短环结构对LT码的影响。另外，由于LT码的编码符号是按需生成的，当信道条件较差时，度的随机生成将不可避免的产生四环和六环结构，此时，这两种方案改变了原始编码符号的度分布。造成译码相同数量的输入符号需要传输更多的编码符号，占用更多的信道带宽。因此，LT码的最大化短环问题仍然是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于复杂网络的文件传输编码方法，在检测过程中规避LT码的四环和六环结构，以克服LT码的最大化短环的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于复杂网络的文件传输编码方法，包括以下步骤：

步骤1：统计待传输文件大小，对待传输的文件进行分组；

所述的分组过程为：将待传输文件按比特顺序平均分成k组，其中，k为正整数，且k>10³，若最后一个分组内的数据量少于平均数据量，则将该分组内的剩余比特位补零；

步骤2：根据k值来选定一个度分布；

步骤3：在待输出原文件的多个分组基础上生成新的分组，即编码符号，使原文件以编码符号序列的形式在网络中传输；

步骤3.1：生成第一个编码符号；

步骤3.1.1：由步骤2选择的度分布随机生成一个值d，在原输出文件中随机选择d个不同的分组，其中，d为自然数；

步骤3.1.2：这d个不同的分组进行异或运算，形成一个新的分组，该分组就为生成的第一个编码符号；

步骤3.1.3：以步骤3.1.2所生成的编码符号为初始节点，生成一个由一个节点组成的网络结构；

步骤3.1.4：把这个编码符号放在信道中传输；

步骤3.2：生成下一个编码符号；