本发明专利技术公开了一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法及装置，包括：步骤(1)：云端通过三个无线接口向各接收用户广播发送数据包；步骤(2)：云端获取各接收用户接收数据包的接收状态的反馈信息；步骤(3)：云端根据所述反馈信息构建即时可译码网络编码IDNC编码冲突图；步骤(4)：云端基于所述IDNC编码冲突图，根据译码时延最小化构建三个无线接口分别对应的编码数据包，并通过三个无线接口广播发送给各接收用户；如果系统传输数据任务没有完成，迭代运行步骤(2)至步骤(4)。本发明专利技术考虑基于三个接口的无线网络，进一步提升IDNC的译码时延性能。的译码时延性能。的译码时延性能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法及装置
[0001]本专利技术属于网络编码
，涉及一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法及装置。
技术介绍
[0002]网络编码最初由Ahlswede等人于2000年提出，相较于传统路由器的“存储
‑
转发”机制，网络编码允许网络中间节点对信息进行处理，以此来增加网络传输的吞吐量，同时可以提高网络的安全性和鲁棒性。
[0003]IDNC全称为“即时可译码网络编码”，属于网络编码的一种，由D.Tmskov等首次提出，IDNC采用二进制异或编码，复杂度较低，通常应用于广播传输情景。IDNC根据从接收用户所反馈的接收状态信息选择异或运算网络编码数据包，可以降低译码时延，提高数据传输实时性能。
[0004]随着通信网络频段的多样化，用户可以从多个不同频段的接口中同时接收数据包，传统的IDNC通常只考虑一个接口收发数据包，然而随着通信技术的发展，许多接收用户都配备多个通信接口，如空、天、地网络中接收用户可以从三个无线接口接收数据。
[0005]目前尚无需要基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法。
技术实现思路
[0006]目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法及装置，降低了网络传输的译码时延。
[0007]随着通信技术的不断发展，通信的频段越来越多样化。由于不同频段信道之间相互正交，信道之间传递消息不会互相干扰，这使得接收用户可以同时从不同的信道接收信息。在即时可解网络编码的数据包重传阶段，接收用户需要不断地接收接口传递的编码包，直到接收到所有需要的编码包，因此为了降低传输的译码时延，可以采用多接口传输模型，让接收用户能够同时从多个接口接收编码包。本专利技术考虑基于三个接口的无线网络，进一步提升IDNC的译码时延性能。
[0008]本专利技术提供一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法，考虑接收节点可以通过三个无线接口同时接收网络编码数据包，依照IDNC编码条件以及接口传输冲突条件构造IDNC编码冲突图，再根据冲突图构造最大权重编码团，最大团中节点对应数据包即为三个无线接口所对应的IDNC编码数据包。
[0009]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0010]第一方面，提供一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法，包括：
[0011]步骤(1)：云端通过三个无线接口U1,U2,U3向各接收用户广播发送数据包；
[0012]步骤(2)：云端获取各接收用户接收数据包的接收状态的反馈信息；
[0013]步骤(3)：云端根据所述反馈信息构建即时可译码网络编码IDNC编码冲突图；
[0014]步骤(4)：云端基于所述IDNC编码冲突图，根据译码时延最小化构建三个无线接口U1,U2,U3分别对应的编码数据包，并通过三个无线接口广播发送给各接收用户；
[0015]如果系统传输数据任务没有完成，迭代运行步骤(2)至步骤(4)。
[0016]在一些实施例中，云端根据所述反馈信息构建即时可译码网络编码IDNC编码冲突图，包括：
[0017]生成节点v
i,j,k
，表示接收用户R
j
通过接口U
i
接收所需求数据包P
k
；其中i,j,k分别为接口、接收用户、数据包的编号；
[0018]确定IDNC编码冲突边和接口的发射冲突边：
[0019]若接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包P
k
，同时接收用户R
j
也从接口U
i
接收另一数据包P
k'
，则编码节点v
i,j,k
与节点v
i,j,k'
不满足IDNC编码条件，构成编码冲突；
[0020]若接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包P
k
，同时另一接收用户R
j'
也从接口U
i
接收数据包P
k'
，且接收用户R
j
和接收用户R
j'
中存在一个用户同时缺少数据包P
k
和数据包P
k'
，则节点v
i,j,k
和节点v
i,j',k'
不满足IDNC编码条件，构成编码冲突；
[0021]若接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包P
k
，同时接收用户R
j
从另一接口U
i'
也接收同一数据包P
k
，则节点v
i,j,k
与节点v
i',j,k
存在发射冲突。
[0022]在一些实施例中，根据译码时延最小化构建三个无线接口U1,U2,U3分别对应的编码数据包，包括：
[0023]构建优化问题P1：
[0024][0025][0026]其中分别表示U1,U2,U3三个接口发送的最优编码数据包，E[D]为平均译码时延；Ω表示所有编码数据包的集合，R
w
表示wants集不为空的接收节点集合，p
i,j
表示接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包的差错概率，k
i
表示接口U
i
发送的编码数据包，T
i
表示能解码接口U
i
发来的编码数据包的节点集合，κ表示k1,k2,k3在IDNC编码冲突图中对应的最大编码团，n表示系统中接收用户数。
[0027]进一步地，利用所述IDNC编码冲突图，优化问题P1转化为优化问题P2：
[0028][0029]其中n表示系统中接收用户数，κ表示k1,k2,k3在IDNC编码冲突图中对应的最大编码团；表示所有最大编码团的集合。
[0030]进一步地，优化问题P2等价为最大权重编码团问题P3，其中节点v
i,j,k
权重ω(v
i,j,k
)表示为：
[0031]ω(v
i,j,k
)＝1
‑
p
i,j
。
[0032]进一步地，求解最大权重编码团问题P3的方法，包括：
[0033]步骤S1、初始化最大权重编码团K
i
为空集，计算IDNC编码冲突图中所有节点的权重ω(v
i,j,k
)；
[0034]步骤S2、从IDNC编码冲突图中所有节点中选取权重最大的节点将这个节点添加至最大权重编码团K
i
中；
[0035]步骤S3、在IDNC编码冲突图中删除与所选取最大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法，其特征在于，包括：步骤(1)：云端通过三个无线接口U1,U2,U3向各接收用户广播发送数据包；步骤(2)：云端获取各接收用户接收数据包的接收状态的反馈信息；步骤(3)：云端根据所述反馈信息构建即时可译码网络编码IDNC编码冲突图；步骤(4)：云端基于所述IDNC编码冲突图，根据译码时延最小化构建三个无线接口U1,U2,U3分别对应的编码数据包，并通过三个无线接口广播发送给各接收用户；如果系统传输数据任务没有完成，迭代运行步骤(2)至步骤(4)。2.根据权利要求1所述的基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法，其特征在于，云端根据所述反馈信息构建即时可译码网络编码IDNC编码冲突图，包括：生成节点v
i,j,k
，表示接收用户R
j
通过接口U
i
接收所需求数据包P
k
；其中i,j,k分别为接口、接收用户、数据包的编号；确定IDNC编码冲突边和接口的发射冲突边：若接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包P
k
，同时接收用户R
j
也从接口U
i
接收另一数据包P
k'
，则编码节点v
i,j,k
与节点v
i,j,k'
不满足IDNC编码条件，构成编码冲突；若接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包P
k
，同时另一接收用户R
j'
也从接口U
i
接收数据包P
k'
，且接收用户R
j
和接收用户R
j'
中存在一个用户同时缺少数据包P
k
和数据包P
k'
，则节点v
i,j,k
和节点v
i,j',k'
不满足IDNC编码条件，构成编码冲突；若接收用户R
j
从接口U
i
接收数据包P
k
，同时接收用户R
j
从另一接口U
i'
也接收同一数据包P
k
，则节点v
i,j,k
与节点v
i',j,k
存在发射冲突。3.根据权利要求1所述的基于三接口无线网络的最小译码时延IDNC网络编码方法，其特征在于，根据译码时延最小化...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅中辉，张钐，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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