[发明专利]具有无标度特性的分布式SF‑LT码编码方法

权利要求书

1.具有无标度特性的分布式SF-LT码编码方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1：利用无标度网络平均路径长最小的特征，将无标度网络引入喷泉码的度分布设计中，得到网络结构具有无标度特性的LT码，即SF-LT码：

首先确定LT码的度分布函数，即分别计算理想孤波度分布ρ(·)、鲁棒孤波子分布τ(·)和无标度分布λ(i)；

再将ρ(i)、τ(i)、λ(i)相加并进行概率归一化处理，输出SF-LT码的度分布μ(·)；

S2：将SF-LT码引入分布式通信系统模型，得到分布式SF-LT码。

2.根据权利要求1所述的具有无标度特性的分布式SF-LT码编码方法，其特征在于：所述的步骤S1包括以下子步骤：

S101：确定LT码的度分布函数：

度是指与编码数据包相连的源数据包的个数，LT码的度分布函数包括鲁棒孤波分布，它是理想孤波分布ρ(·)与鲁棒孤波子分布τ(·)和的概率归一化结果：

理想孤波度分布ρ(·)：

鲁棒孤波子分布τ(·)：

其中，参数R则代表度为1的编码数据包在整个编码数据包中的平均个数，参数σ表示接收到n个编码数据包后译码失败的概率，参数0＜c＜1；

S102：SF-LT码的度分布设计，它包括以下子步骤：

S1021：输入编码数据包的度i，分别计算理想孤波度分布ρ(·)、鲁棒孤波子分布τ(·)和无标度分布λ(i)，其中，无标度分布λ(i)表示为：

其中，i是节点的度，r是幂指数参数，A是使得∑_iλ(i)＝1的归一化参数；

S1022：将ρ(i)、τ(i)、λ(i)相加并进行概率归一化处理，求出结果μ(·)：

μ(i)＝(ρ(i)+τ(i)+λ(i))/β；

其中，为归一化因子；

根据实际信道状况通过仿真测试分别对ρ(i)、τ(i)、λ(i)选取适当的系数x₁、x₂、x₃，对其μ(i)进行优化，相应的，

输出SF-LT码的度分布μ(·)。

3.根据权利要求2所述的具有无标度特性的分布式SF-LT码编码方法，其特征在于：所述的LT码的随机编码算法具体实现如下：

a)从度分布概率函数ρ(d)中随机选取d个编码数据包；

b)从k个原始数据包中，等概率地随机选取d个源数据包

c)将这d个源数据包进行模二和，生成一个编码数据包。

4.根据权利要求1所述的具有无标度特性的分布式SF-LT码编码方法，其特征在于：它包括一个分布式两信源SF-LT码的编码步骤，包括以下子步骤：

SS1：分布式两信源SF-LT码度分布设计，包括以下步骤：

SS101：输入编码数据包的度i，分别计算理想的孤波度分布ρ(·)、鲁棒孤波子分布τ(·)和无标度分布λ(i)；

SS102：根据步骤SS101的结果，计算以下两式：

其中，β"＝ρ(1)+τ(1)+λ(1)+τ(k/R)，β＝β'+β"，为标准化因子；

SS103：对μ'(i)求解卷积f(i)：

其中j为累加变量；

SS104：根据步骤SS101、SS102、SS103的结果，得到SF-LT码度分布μ(·)的解卷积分布p(i)：

其中，

根据实际信道状况通过仿真测试分别对ρ(i)、τ(i)、λ(i)选取适当的系数x₁、x₂、x₃，对其p(i)进行优化，对其它参数作出相应的调整；

输出分布式两信源SF-LT码的卷积分布p(i)；

由此将SF-LT码的卷积分布引入分布式LT码模型，得到分布式SF-LT码；

SS2：分布式两信源SF-LT码编码，包括以下步骤：

SS201：对信源s₁、s₂发送的数据X₁、X₂按照度分布p(·)各自独立地进行LT编码；

SS202：将两信源发出的数据包传输到中继，在中继的处理过程，分为三个步骤：

步骤一：中继按下式产生二元变量b₁和b₂：

其中，d_i表示d₁和d₂，分别是X₁和X₂的度，U_i表示U₁和U₂，是中继节点产生的两个独立随机变量，该两变量U₁,U₂在区间[0,1]服从均匀分布；

步骤二：对数据包在中继进行如下操作：

其中，flip(X₁,X₂)表示以相同的概率随机取X₁或X₂的值；

步骤三：将处理后得到的数据包Y发送到目的节点，中继到目的节点传送的数据包服从SF-LT码度分布。