[发明专利]一种基于汉明重量编码的广播重传方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于汉明重量编码的广播重传方法及系统，方法包括：S1、卫星光源节点以固定的间隔周期，向N个接收端广播M个信息包；S2、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控制包到卫星光源节点反馈其丢失情况；S3、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；S4、卫星光源节点根据反馈矩阵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。本发明所提供的方法及系统，采用汉明重量编码方式对信息包进行编码组合，对新的编码信息包进行重传，使接收端以最优的方式从较少重传过程中恢复其丢失的信息包。

技术领域

本发明涉及卫星光通信领域，具体涉及一种基于汉明重量编码的广播重传方法及系统。

背景技术

随着卫星光通信技术的发展以及社会传输信息量的巨大增加，信道的分组出错率也随之增大，不能保证信息快速及时的传输。于是广播重传技术的特性使得网络编码在提高传输速率方面有很好的应用。Ho等提出在有限域下应用随机线性网络编码的方法，并得出随机线性网络编码可以提高传输过程有效性并降低开销。Katti等提出机会式网络编码方法COPE，COPE协议要求每个节点利用已知的自身信息分别决定需要对哪些信息包进行编码以及如何对存在的信息包进行编码。对于无线广播网络，苟亮等提出了无线网络中基于机会网络编码的加权广播重传方案WONCR，该方案通过构造加权信息包分布矩阵将需要编码的信息包XOR编码后由信道传输编码包。Fan等提出采用搜寻的方式对所有的丢失信息包通过编码生成重传编码包。Sengupta等提出一种针对无线mesh网络的网络编码协议，理论上表明如果合理的进行编码组合，就可以获得最大的网络吞吐量。肖潇等提出基于网络编码的无线网络广播重传方法NCWBR，此算法在重传过程中存在较大的时延。

在上述方案中，现有的广播重传算法进行编码信息包时具有运算复杂、传输效率低、鲁棒性差、并且其生成的编码信息包可以被所有的接受节点解码，从而大量的编码机会被浪费。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于汉明重量编码的广播重传方法及系统，采用汉明重量编码方式对信息包进行编码组合，然后卫星光源节点再对新的编码信息包进行重传，使接收端以最优的方式从较少重传过程中恢复其丢失的信息包。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于汉明重量编码的广播重传方法，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。

进一步，如上所述的一种基于汉明重量编码的广播重传方法，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；