CN103297197B - 一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑。本发明设计了一种的两信源单中继的IRD‑DLT中继译码转发方案：两个源节点使用WRSD分布进行编码、中继采用转发与随机网络编码相结合，有效适应移动容迟网络链路易中断的特点。基于此，利用中继的缓存信息设计了DRD‑DLT方案，将IRD‑DLT所需的信源编码冗余降低了约50%。最后，为降低目的节点所需的译码冗余，引入了SSGE译码算法，获得了译码复杂度与译码性能的折衷，使得目的节点译码冗余开销降低了约50%。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法。
背景技术
近年来出现的移动容迟/容断网络(Mobile Delay/Disruption TolerantNetworks，MDTN)，通过节点间的委托传输方式进行信息传递。尤其是在应用层与网络层之间插入的捆绑层(Bundle)中间件，支持网络异构互联，以及多种匹配业务需求的分级服务。MDTN适合于某些自然条件恶劣、缺少完备通信设施、大时间尺度、长距离的无线通信领域(如车联网、灾难救援、野外动物跟踪和深空探测通信等)。
MDTN的数据高效高可靠传输，往往需要面临以下部分或全部的特点和难点：①网络拓扑高动态，信道复杂时变，链路生存时间短且易随机中断；②节点资源非均衡，节点之间的缓存、计算能力等通信资源不对等；③信道传输能力受限，节点的高速移动及遮挡造成无线信道受到多径衰落、阴影效应及多普勒频移的严重影响，导致数据传输的丢包率高；④某些通信场景中，节点移动部分可预测(如车联网高速公路通信、深空探测通信等)；⑤网络拓扑非均衡，节点密度和吞吐量需求分时差别较大，容易造成网络分割。针对上述特点和难点，MDTN的数据传输机制的研究有如下趋势：一、研究编码复杂度低、高可靠的信源纠删编码算法，以适应复杂时变信道；二、研究能近容量限传输且编译码复杂度尽量低的多跳纠删传输体制，且该体制应尽可能避免或少使用反馈机制；三、基于适合高动态通信环境的MDTN协议体系，研究逐跳传递、每跳差错控制的策略，综合实现数据的有效、可靠传输。本发明主要以趋势一和二为突破口，研究适合MDTN通信环境的多跳纠删传输体制，拟基于数据业务对传输时延的需求(有无传输时延的限制)设计两种分布式中继纠删编码方案：即时随机决策分布式LT方案(Immediate Random Decision DLT，IRD-DLT)以及延时随机决策分布式LT方案(Deferred Random Decision DLT，DRD-DLT)。与现有MDTN协议体系的中继转发机制相比，能有效提高整个系统的容量，解决中继到目的端链路吞吐量的瓶颈问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑，包括以下步骤，
步骤一、产生(0,1)随机数γ，若γ≤λ，进入步骤二；否则进入步骤三；
步骤二、若d1,j＝D+1且d2,j＝D+1，则，随机转发其中一个编码包，丢弃另一个；
否则若d1,j＝D+1或d2,j＝D+1，则，转发度为D+1的编码包，缓存另一个；
否则若d1,j≤2或d2,j≤2，则，随机转发度≤2的编码包，缓存另一个；
否则将两个包进行异或并转发，返回步骤一；
步骤三、若1≤d1,j≤D且1≤d2,j≤D，则，将两个包进行异或并转发；
否则将度为0或度为D+1的包丢弃，从两个信源中分别随机选取两个包进行异或并转发，返回步骤一。
进一步的，所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法的R-D度分布满足以下公式：
其中，所述 设采用ΩW(x)的LT码通过任意接收的个输出节点，以BP译码方式恢复(1-δ)·k个中间节点，编译码复杂度为
进一步的，定义pi为源节点度为i的包的转发概率，有：
其中ωi为式(1)展开后xi的系数，步骤二中转发包的度分布φi为：
进一步的，所述方案的中继输出的度分布概率为Ωi＝(1-ξ)·μi+ξ·φi，则生成函数Ω(x)可表示为：
其中：
进一步的，则当λ＝2/3时，Ω(x)满足类弱鲁棒孤波分布。
一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑，中继R包含缓存器B1及B2，包括以下步骤，
步骤一、产生(0,1)随机数γ，若γ≤λ，进入步骤2；否则进入步骤三；
步骤二、若d1,j＝D+1且d2,j＝D+1，则，随机转发其中一个编码包，缓存另一个；
否则若d1,j＝D+1或d2,j＝D+1，则，转发度为D+1的编码包，缓存另一个；
否则若d1,j≤2或d2,j≤2，则，随机转发度≤2的编码包，缓存另一个；
否则将两个包进行异或并转发，返回步骤一；
步骤三、若1≤d1,j≤D且1≤d2,j≤D，则，将两个包进行异或并转发；
否则将度为D+1的包缓存，从B1、B2中分别随机选取两个包进行异或并转发，返回步骤一；
步骤四、若B1或B2非空，从B1中随机选取一个包b1,i；定义函数d()表示数据包的度的值；
若d(b1,i)≤2或b1,i＝D+1，则，转发b1,i，；
否则进入步骤五；
步骤五、从B2中随机选取一个包b2,i；
若d(b2,i)≤2或b2,i＝D+1，则，转发b2,i，返回步骤一；
否则将两个包进行异或并转发，返回步骤四。
进一步的，所述步骤四及步骤五中，所述中继点R将转发缓存B1和B2中的度为1、2和D+1的数据包，或随机的从缓存B1和B2中选择两个度为3≤j≤D编码包进行网络编码。
进一步的，所述度分布生成函数
其中：
进一步的，当λ＝1/5时，满足类弱鲁棒孤波分布。
相较于现有技术，本发明设计了一种的两信源单中继的IRD-DLT中继译码转发方案：两个源节点使用WRSD分别进行编码、中继采用转发与随机网络编码相结合，有效适应深空链路易中断的特点。基于此，利用中继的缓存信息设计了DRD-DLT方案，将IRD-DLT所需的信源编码冗余降低了约50％。最后，为降低目的节点所需的译码冗余，引入了SSGE译码算法，获得了译码复杂度与译码性能的折衷，使得目的节点译码冗余开销降低了约50％。未来可进一步研究删除概率对于IRD-DLT和DRD-DLT的中继处理方案的影响，以此设计相应的不等保护策略匹配数据的业务需求。
附图说明
图1是本发明的面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法的两信源、单中继和单目的节点的Y型拓扑结构示意图。
图2是本发明中IRD-DLT不同λ取值对译码性能的影响示意图。
图3是本发明近似WRSD在λ＝2/3时度分布示意图。
图4是本发明DRD-DLT不同λ取值对译码性能的影响差示意图。
图5是本发明DLT、SLRC与IRD-DLT的BP译码失败概率示意图。
图6是本发明DRD-DLT、IRD-DLT与SLRC的BP译码失败概率示意图。
图7是本发明DRD-DLT的BP译码成功概率示意图。
图8是本发明DRD-DLT的归一化停止集示意图。
图9是本发明DRD-DLT的SSGE译码成功概率示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
请参阅图1至图9，本发明提供了一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法。移动容迟/容断网络主要针对极端环境下的信息传输提供可靠保障。为保证数据传输的可靠性并提高传输效率，本发明基于分布式前向纠删编码的多个源节点通过中继节点向目的节点传输的场景。考虑节点动态加入和退出的特性，根据业务对传输时延的需求，设计了两种分布式中继纠删编码方案：即时随机决策分布式LT方案以及延时随机决策分布式LT方案，并推导了转发概率的理论最优值。仿真验证了新方案与已有的分布式喷泉方案相比，降低了约50％的信源编码开销，并通过复杂度与译码冗余的折衷，达到了99.9％的译码成功率。本发明的面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法如表1所示：
表1：随机决策分布式LT方案的中继处理过程
MDTN的节点高动态性造成了信道复杂时变、路径中断、链路特性动态变化和网络被分割，使得已逼近香农限的信道编码无法纠正所有比特错误。2011年底，面向数据分组纠删机制的长纠删码(Long Erasure Code，LEC)建议草案的提出，为解决数据分组丢包、提高传输的可靠性指出了方向。LEC将带有检错机制的分组交换信道等效为删除信道，针对数据分组进行编码。接收端能利用纠删分组恢复因为物理层信道编码无法纠错而被删除的数据分组，并可进一步与相应的协议层联合设计纠删传输协议。目前对LEC的研究处于起步阶段，本发明选择编译码复杂度较低的无码率喷泉码，作为数据分组的LEC纠删编码方案：①喷泉译码不要求数据包连续，适应MDTN链路易中断的特点；②喷泉码能够“在线”生成编码包，能降低发送端和接收端的复杂度，能与传输协议结合进行优化设计；③喷泉码的无码率特性能够以任意概率逼近香农极限，以此自适应业务需求和信道状态，设计相应的可靠传输策略。
从网络通信结构上看，BP层只是当前因特网技术针对异构延迟网络的适配技术，并未考虑诸如节点协同、多路并行传输等新兴技术以从网络结构层面改善网络性能。需要针对数据业务需求，将LEC与BP协议进行联合设计，利用LEC纠删分组恢复底层无法纠错而被视为删除的数据分组，以避免或减少MDTN时变信道下常规的自动重传机制(AutomaticRepeat Request，ARQ)导致传输拥塞。
而基于近年协同编码技术的研究证明，采用译码转发方案(Decode and Forward，DAF)能获得更大的性能增益。而且MDTN的“存储转发”机制只为缓存中已接收的数据设计异步LEC编码，不需要考虑链路层的同步开销。则能在提高传输可靠性的同时，提高有效信息比例(对于喷泉码，码长越长，越逼近香农限)和通信资源使用效率，有助于解决中继到目的节点链路吞吐量的瓶颈，提高整个系统的容量。但需要注意簇内节点加入和退出较频繁的特点。
针对MDTN的多跳中继传输场景，如图1所示，本发明关注于两信源、单中继和单目的节点的Y型拓扑。基于图1的Y型拓扑，可对中继节点缓存中的不同信源数据设计分布式喷泉LEC编码，使纠删分组达到最大距离可分随机统计特性。现有技术中首先对Y型拓扑的分布式LT码进行研究，采用反卷积分解经典的鲁棒孤波分布(RSD)获得了信源的度分布，中继以类似网络编码的异或操作将信源编码包进一步合成近似于RSD度分布的LT码。另有现有技术提出了将喷泉编码与网络编码相结合的SLRC方案，源节点统一发送RSD度分布的LT码，中继采用转发和异或生成一种“类似孤波”度分布的编码。而另一现有技术中将信源和中继的输出都近似为RSD。定义源节点码长均为k，译码冗余比例为ε，上述3种分布式LT码的性能比较如表2所示。
表2：三种分布式LT码的性能比较
| DLT | SLRC | ARS | |
| 信源度分布 | DSD | RSD | RSD |
| 信源开销 | O(ln(k)/2) | O(ln(k)) | O(ln(k)) |
| 编码冗余 | (1+2ε)·k | (1+2ε)·k | (1+2ε)·k |
| 缓存大小 | 2 | k | 4 |
| 译码冗余 | 2ε·k | 2ε·k | 2ε·k |
上述三种分布式LT码，中继到目的端的编码都采用RSD。由于MDTN链路易中断，数据传输的首要目标是恢复尽可能多的数据而不是恢复全部的原始信息；其次，RSD的编译码复杂度为O(k·ln(k))；最后，有限码长LT码需要较大的ε才能保证消息传递(BeliefPropagation，BP)译码算法能以较高概率恢复原始信息，不适合发送功率受限的通信环境。
考虑MDTN的节点动态特性，为保证目的节点能恢复尽可能多的原始信息数据，设置源节点均采用编译码复杂度为常数的弱鲁棒孤波分布(Weaken Robust SolitonDegree，WRSD)；同时为保证中继处理的低复杂度，中继只采用转发和网络编码操作；最后，对于可使用复杂译码设备的目的节点，通过较高的译码复杂度以提高分布式中继纠删喷泉码的译码性能，例如使用适合深空通信的特殊需求停止集高斯译码算法。
基于图1的Y型拓扑，提出了MDTN的IRD-DLT分布式中继编码方案：定义两个存储器B1、B2分别存储S1、S2的编码包，以及常数λ(0<λ<1)。假设S1、S2采用WRSD，编码包数量均为n，R采用IRD-DLT方案在第i次(1≤i≤n)中继处理过程中，对分别来自两个信源的度为d1,i、d2,i编码包进行处理。并设只收到一个包时，另一个信源的度设为0，IRD-DLT方案步骤如表3所示：
表3：IRD-DLT方案
接下来分别讨论IRD-DLT方案的R-D链路度分布以及常数λ对该度分布的影响。IRD-DLT方案的R-D度分布：
首先，WRSD的关键参数是(与译码可靠性和复杂度相关，与信息分组数量k无关)，度分布生成函数ΩW(x)为：
其中， 设则采用ΩW(x)的LT码能够通过任意接收的个输出节点，以BP译码方式恢复(1-δ)·k个中间节点，编译码复杂度为注意式(1)中ΩW(x)的最大度D+1由确定，通过线性规划进一步优化，其他具有非零概率的度i<<(D*+1)/2。
为分析IRD-DLT的输出度分布，符合下述特征的度分布称为“近似WRSD”。
定义1：码长为k，度分布生成函数(其中D<k，Ωi是度为i的包的概率)符合下述条件即称为“近似WRSD”：1)Ω1>0，且且Ω(x)中最大系数为Ω2，且当3<i≤D，{Ωi}服从降序排列。
定义IRD-DLT方案的度分布生成函数为：由表3可知，R直接“转发”处理的包，其度只可能为1、2和D+1，定义pi为源节点度为i的包的转发概率，有：
其中ωi为式(1)展开后xi的系数，则IRD-DLT方案步骤2中转发包的度分布φi为：
在IRD-DLT方案的步骤2和步骤3中，“异或并转发”等价于从所有未直接“转发”的包中随机选择两个来自不同信源的包进行网络编码。定义S1在B1中缓存的包的度分布为同理有并设和是分别来自于两个信源的度为1和2被缓存的概率，则当i＝1,2时：
而度i满足3≤i≤D时，直接进入缓存B1，则S1在B1中缓存的包的度分布为：
同样可得和Ψ2(x)的表达式。则目的节点收到的异或包度分布生成函数为：
式(6)中“*”表示卷积。由式(3)和(6)，以及加权参数ξ，可得到中继输出的度分布概率Ωi＝(1-ξ)·μi+ξ·φi，则生成函数Ω(x)可表示为：
其中：
对Ω(x)和译码性能的影响：
引理1：当λ＝2/3时，Ω(x)服从“近似WRSD”。
由式(7)可得：
证明：由WRSD的定义式(1)可知，定义1中条件1)～3)的“Ω1>0”，“ΩD+1>0”以及“最大系数为Ω2”直接满足；同时将式(1)的参数取值带入式(9)，有 则当λ＝2/3时，Ω(x)满足“近似WRSD”。
而对于条件4)，度i满足3<i≤D时的概率为：
Ωi＝(1-ξ)·μi (10)
则Ω(x)满足条件4)，等价于证明Ωi>Ωi+1，而ξ为定值，则进一步化简为证明μi>μi+1成立。由于Ψ1(x)，Ψ2(x)是同分布的，则式(6)可简化为：
等价于证明展开式中，xi的系数是递减的，显然将式(4)及式(1)度分布参数的取值带入，即可验证Ω(x)符合条件4)。证毕。
图2蒙特卡洛仿真验证了IRD-DLT方案在k＝100，时，译码成功率随着λ取值以及译码冗余ε的变化，验证了IRD-DLT中的常数λ最优取值为2/3。图3给出了此时的度分布概率曲线，满足“近似WRSD”的条件。
IRD-DLT计算复杂度：IRD-DLT方案不适合节点高动态的MDTN场景，因此IRD-DLT的计算复杂度主要与SLRC进行比较：采用RSD的SLRC方案在信源处的编码复杂度为O(ln(k))；而IRD-DLT在信源处的平均编码复杂度为在中继处的平均编码复杂度为O(2-ξ)。
改进的DRD-DLT方案及性能分析：进一步考虑IRD-DLT方案，与表2的三种方案类似，目的节点需要2(1+ε)·k的编码包以保证对两个信源的长度均为k的原始信息译码。此时，两个信源均需要发送2(1+ε)·k个编码包，然后通过中继处理重新合成2(1+ε)·k向目的节点发送。总计4(1+ε)·k的信源编码包不是直接删除一半(DLT)，就是保留在缓存中却无法再次利用(SLRC，IRD-DLT)。
因此，本节提出了DRD-DLT方案，利用中继中缓存的数据包生成新的纠删编码包，使得信源只需要发送(1+ε′)·k的编码包(ε′略大于ε)，中继能够利用缓存数据包生成2(1+ε′)·k数量的编码包，以保证目的节点成功译码。
同样定义两个存储器B1、B2分别存储S1、S2的编码包，以及常数λ(0<λ<1)。假设源节点的编码分组数量均为n，DRD-DLT方案前n次对来自两个信源的度为d1,i、d2,i编码包，中继处理不再丢弃度为D+1的包，算法步骤如表4所示：
表4：DRD-DLT方案
DRD-DLT方案使得R能更充分的利用信源编码包，通过类似于“随机网络编码”的方式降低信源编码开销，并保证目的节点能够高效的恢复原始信息。接下来讨论DRD-DLT方案的R-D链路的度分布以及常数λ对该度分布的影响。
DRD-DLT方案的R-D度分布：设DRD-DLT合成的度分布生成函数为由表4的步骤2可知，只有度为1、2和D+1的源节点数据包被直接“转发”，则转发包的度分布φi与式(3)相同。而DRD-DLT方案中，度为(D+1)的编码包若未被转发，则进入缓存等待后续处理。表4的步骤2和步骤3“异或并转发”的条件与IRD-DLT方案一致，则异或转发的度分布生成函数与式(6)相同。
DRD-DLT算法步骤4和步骤5中，为保证输出度分布为“近似WRSD”，R将转发B1和B2中度为1、2和D+1的数据包，或随机的从B1和B2中选择两个度为3≤i≤D编码包进行网络编码。
设是S1发送的度为1、2和D+1的编码包此时仍未被转发的概率，有：
同样可计算B2对应的则在步骤4和步骤5中R转发的度为1、2和D+1的度分布为：
而在步骤4和步骤5中，R随机的从B1和B2中选择两个度为3≤i≤D编码包进行网络编码，度分布生成函数分别为和对应的度分布和均为：
其中3≤i≤D (14)
则异或转发的度分布生成为：
联立式(3)，式(6)，式(13)，式(15)并归一化，即可获得DRD-DLT输出包的度分布
其中加权参数ξ与式(8)相同，则可得到相应的度分布生成函数
λ对和译码性能的影响：引理2：当λ＝1/5时，服从“近似WRSD”。
由表4及式(17)可推得：
证明：参考引理1的证明过程，将WRSD生成函数的相关参数值带入式(18)，则定义1中条件1)～3)的 以及“最大系数为直接满足；同时有 则当λ＝1/5时，满足“近似WRSD”。
而对于条件4)，只需要在引理1的基础上进一步证明中xi的系数是递减的，由式(14)和式(15)：
等价于证明展开式中，xi的系数是递减的，将式(1)展开，3≤j≤D的度分布概率为ωi＝1/(i·(i-1)·(μ+1))，带入中即可证明xi的系数是递减的，则符合条件4)。
证毕
引理2证明了DRD-DLT方案中λ最优取值为1/5。图4通过蒙特卡洛仿真了信源数据包数量k＝100，时，目的节点随着λ取值以及ε变化范围0.25～0.45所对应的译码成功率。注意DRD-DLT方案中，两个源节点的编码包数为(1+ε′)·k，R即可生2(1+ε′)·k的中继编码包以保证目的节点对原始信息的成功译码。
仿真及结果分析：仿真中把译码成功/失败次数占总仿真次数的比例，即译码成功/失败概率(Decoding Success/Failure Rate)作为衡量分布式中继纠删LT码性能的重要指标。比较提出的IRD-DLT、DRD-DLT与DLT、SLRC的译码性能，每一个译码冗余参数点进行了104次的蒙特卡洛仿真。
IRD-DLT和DRD-DLT的BP译码性能及分析：图5仿真了源节点数据包数量k＝100，IRD-DLT与DLT、SLRC的信源编码开销为2(1+ε)·k时，译码冗余ε对应的译码失败概率。
由图5的仿真结果可以看出，DLT的性能略逊于SLRC和IRD-DLT。图5(a)中，由于SLRC在中继处理的时候，只转发度为1和2的包，使得中继的输出为“类似孤波”分布。由中度分布的渐近最优性能推导可知，由于缺少较高的度以覆盖尽量多的原始信息，随着ε的增加，IRD-DLT的BP译码性能逐渐优于SLRC，在译码冗余约为0.7时达到10-4的译码失败概率。图5(b)仿真了信道删除概率0.1时，各方案的BP译码性能，进一步验证了IRD-DLT通过对信源WRSD编码包中最大度D+1的保护性操作，提高了整个文件恢复的鲁棒性。
DRD-DLT方案的信源开销仅为IRD-DLT和SLRC方案的1/2。在此前提下，图6仿真了信源数据包k＝100时，DRD-DLT、IRD-DLT和SLRC在R-D链路的BP译码性能。DRD-DLT的目的节点在相同的ε时，仍能获得明显的BP译码性能提升。由引理2，DRD-DLT的分布式中继纠删编码方案完全保留了信源端WRSD的最大度D+1输出包，同时对于度为1、2的转发操作，保证了DRD-DLT良好的BP译码性能。不足之处在于目的节点为了达到10-3的译码失败概率恢复2k＝200的原始信息，ε需要0.8，但目的节点能采用改进算法降低短码长LT的译码冗余开销。
DRD-DLT的编译码联合优化：基于上述仿真，已证明DRD-DLT方案具有相对最佳BP译码性能，为进一步考察度分布对于DRD-DLT方案BP译码性能的影响，图7仿真比较了DRD-DLT方案在信源端分别采用离散WRSD、WRSD以及RSD的BP译码性能。
由图7的仿真结果可以看出，WRSD具有最优的BP译码成功概率，而经过线性规划优化后的离散WRSD，在短码长条件下性能比RSD更差。主要原因是因为经过优化的离散WRSD的平均度仅为3，容易导致BP译码的提前中止，从而使得整个原始文件译码失败。
定义BP译码提前终止时，剩余的所有度大于1的编码节点集合称之为停止集。图8给出了图7仿真条件下，DRD-DLT的三种度分布的BP译码归一化停止集。特别的，离散WRSD的DRD-DLT分布式纠删码，在编码冗余为0.1-0.2区间里，归一化的BP译码停止集为0.8左右，存在很大的改进空间。
利用BP译码的停止集，结合高斯消去(Gaussian Elimination，GE)译码算法的停止集高斯译码算法(Stopping Set Gaussian Elimination，SSGE)重新启动译码过程，保证文件的完全恢复。该算法既解决了BP译码停止问题，也降低了全局采用GE译码的译码复杂度。
图9给出了DRD-DLT码采用三种度分布的SSGE译码成功概率。对比图9与图7可以看出，SSGE能利用BP算法译码失败后的停止集，进一步恢复出大量信息，进而恢复整个文件。在达到99.9％的译码成功率时需要的ε仅为0.35。
结论：为确保MDTN高动态环境下的多跳可靠通信，本文基于中继存储转发机制，深入研究了Y型拓扑的分布式中继的纠删传输机制。考虑节点的动态特性，设计了一种的两信源单中继的IRD-DLT中继译码转发方案：两个源节点使用WRSD分布进行编码、中继采用转发与随机网络编码相结合，有效适应移动容迟网络链路易中断的特点。基于此，利用中继的缓存信息设计了DRD-DLT方案，将IRD-DLT所需的信源编码冗余降低了约50％。最后，为降低目的节点所需的译码冗余，引入了SSGE译码算法，获得了译码复杂度与译码性能的折衷，使得目的节点译码冗余开销降低了约50％。未来可进一步研究删除概率对于IRD-DLT和DRD-DLT的中继处理方案的影响，以此设计相应的不等保护策略匹配数据的业务需求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、产生(0,1)随机数γ，若γ≤λ，进入步骤二；否则进入步骤三；
步骤二、若d1,j＝D+1且d2,j＝D+1，则，随机转发其中一个编码包，丢弃另一个；
否则若d1,j＝D+1或d2,j＝D+1，则，转发度为D+1的编码包，缓存另一个；
否则若d1,j≤2或d2,j≤2，则，随机转发度≤2的编码包，缓存另一个；
否则将两个包进行异或并转发，返回步骤一；
步骤三、若1≤d1,j≤D且1≤d2,j≤D，则，将两个包进行异或并转发；
否则将度为0或度为D+1的包丢弃，从两个信源中分别随机选取两个包进行异或并转发，返回步骤一。
2.根据权利要求1所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法的R-D度分布满足以下公式：
<mrow>
<msub>
<mi>&Omega;</mi>
<mi>W</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<mi>&mu;</mi>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>&Sigma;</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
</mrow>
<mi>D</mi>
</msubsup>
<mfrac>
<msup>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
</msup>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>i</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<msup>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mi>D</mi>
</mfrac>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>/</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>&mu;</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中， 为WRSD的关键参数，设采用ΩW(x)的LT码通过任意接收的个输出节点，以BP译码方式恢复(1-δ)·k个中间节点，编译码复杂度为
3.根据权利要求2所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：
定义pi为源节点度为i的包的转发概率，有：
其中ωi为“R-D度分布公式”展开后xi的系数，步骤二中转发包的度分布φi为：
4.根据权利要求3所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法的中继输出的度分布概率为Ωi＝(1-ξ)·μi+ξ·φi，则生成函数Ω(x)可表示为：
<mrow>
<mi>&Omega;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&Sigma;</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msubsup>
<msub>
<mi>&Omega;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<msup>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
</msup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&Sigma;</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msubsup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mn>1</mn>
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</mrow>
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<mi>i</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
</msup>
</mrow>
其中：
5.根据权利要求4所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：则当λ＝2/3时，Ω(x)满足近似弱鲁棒孤波分布。
6.一种面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，基于两信源、单中继、单目的节点的Y型拓扑，中继R包含缓存器B1及B2，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、产生(0,1)随机数γ，若γ≤λ，进入步骤2；否则进入步骤三；
步骤二、若d1,j＝D+1且d2,j＝D+1，则，随机转发其中一个编码包，缓存另一个；
否则若d1,j＝D+1或d2,j＝D+1，则，转发度为D+1的编码包，缓存另一个；
否则若d1,j≤2或d2,j≤2，则，随机转发度≤2的编码包，缓存另一个；
否则将两个包进行异或并转发，返回步骤一；
步骤三、若1≤d1,j≤D且1≤d2,j≤D，则，将两个包进行异或并转发；
否则将度为D+1的包缓存，从B1、B2中分别随机选取两个包进行异或并转发，返回步骤一；
步骤四、若B1或B2非空，从B1中随机选取一个包b1,i；定义函数d()表示数据包的度的值；
若d(b1,i)≤2或d(b1,i)＝D+1，则，转发b1,i，；
否则进入步骤五；
步骤五、从B2中随机选取一个包b2,i；
若d(b2,i)≤2或d(b2,i)＝D+1，则，转发b2,i，返回步骤一；
否则将两个包进行异或并转发，返回步骤四。
7.根据权利要求6所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：所述步骤四及步骤五中，所述中继点R将转发缓存B1和B2中的度为1、2和D+1的数据包，或随机的从缓存B1和B2中选择两个度为3≤j≤D编码包进行网络编码。
8.根据权利要求7所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：所述度分布生成函数
<mrow>
<mover>
<mi>&Omega;</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&Sigma;</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msubsup>
<msub>
<mover>
<mi>&Omega;</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mi>i</mi>
</msub>
<msup>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
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<mo>=</mo>
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<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>+</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mo>(</mo>
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<mn>1</mn>
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<mo>&CenterDot;</mo>
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<mo>+</mo>
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<mo>+</mo>
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<mfrac>
<msup>
<mi>x</mi>
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<mi>&Omega;</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中： 为R转发的度为1、2和D+1的度分布。
9.根据权利要求8所述面向移动容迟网络的分布式中继纠删编码方法，其特征在于：当λ＝1/5时，满足类弱鲁棒孤波分布。
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