[发明专利]一种基于汉明重量编码的广播重传方法及系统

权利要求书

1.一种基于汉明重量编码的广播重传方法，其特征在于，包括：

S1、卫星光源节点以固定的间隔周期Δt，向N(N≥2)个接收端广播M个信息包，所述卫星光源节点与接收端之间服从伯努利分布，且其丢包率相互独立；

S2、所述卫星光源节点向接收端广播M个原始信息包后，各接收端发送ACK/NACK控制包到所述卫星光源节点反馈其丢失情况，所述丢失情况包括：信息包是否丢失，以及丢失信息包的标号和丢失节点的标号；

S3、所述卫星光源节点根据接收端反馈的丢失信息包数目，将其是否丢失信息包记录在反馈矩阵W中，其中，所述反馈矩阵W是N×M的矩阵，行表示N(N≥2)个接收端，列表示M个信息包，W(i,j)＝1表示第i个接收端Ti未收到第j个信息包Pj，W(i,j)＝0表示第i个接收端Ti收到第j个信息包Pj；

S4、所述卫星光源节点根据所述反馈矩阵W中记录的信息包丢失分布数据，通过汉明重量编码方式对接收端丢失的信息包进行编码组合，广播重新发送给所有接收端，直到所有接收端都恢复其丢失的信息包为止。

2.根据权利要求1所述的一种基于汉明重量编码的广播重传方法，其特征在于，步骤S4包括：

S41、计算所述反馈矩阵W中每列信息包的汉明重量值Yi(0≤Yi≤N,1≤i≤M)，根据计算得出的汉明重量值对M列信息包由大到小进行排列，更新所述反馈矩阵W；

S42、根据批次发送策略，计算出信息包需要的批次数量，根据计算得出的汉明重量值划分出每个批次包含的信息包：

如果汉明重量值Yi＝N，则将其单独划分为一个批次；

如果汉明重量值Yi＜N，把其汉明重量值赋值给s，将汉明重量值Yi≤N-s且满足编码条件的所在列信息包划分为一个批次，直到完成所需批次；

S43、针对每个批次的信息包先将最大的汉明重量值Y_i所对应的信息包与其余的信息包自适应地进行编码，再从剩余信息包中开始查找，若两个信息包满足发送策略，即将此列赋值为0，把信息包的编号放入数组C中，两个数据包中1的个数重新赋值给s，若此时s＝N，则编码组合这两个信息包进行广播重传；

S44、根据接收端的接收情况及时更新所述反馈矩阵W，若新的矩阵是一个非零矩阵，则重复步骤S43，直到所述反馈矩阵W为全0矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于汉明重量编码的广播重传方法，其特征在于，所述编码条件为：假设第M次重传时，为编码组合包，P1,P2,P3,...,Pn,Pk对应的汉明重量值为Y1,Y2,Y3,...,Yn,Yk，当且仅当接收端Ti只有1个信息包丢失的情况下，才可能解出1个原始信息包，接收端Ti想要正确解码出编码组合包中丢失的信息包数据需要满足：Y1+Y2+Y3+...Yn＝Yk。

4.根据权利要求2所述的一种基于汉明重量编码的广播重传方法，其特征在于，由于所述卫星光源节点与接收端之间的信道具有一致的统计性质，当信息包数量M足够大时，可认为所述卫星光源节点在单个批次的信息包发送完成后，其产生的丢失信息包数目大致相同，即：

T＝Q((1-p_c)(1-p_e)^L-p_c(1-p_u)^L)

其中，T为产生的丢失信息包数目，Q为发送原始信息包的数量，p_cp_ep_u均为参数，L为信息包长度，为保证接收端可以成功接收一个批次的信息包，所述卫星光源节点需要广播的信息包总数量为：

其中，N为所述卫星光源节点需要广播的信息包总数量，随机变量X_k为接收端k正确接收单个信息包需要的平均传输次数，那么可知p(x_k≤i)表示第i次发送后接收端k的成功接收概率，即：

其中，表示广播重传的编码组合包的数量，则所有接收端成功接收单个信息包所需要的平均传输次数为