一种基于复杂网络的文件传输编码方法

摘要

一种基于复杂网络的文件传输编码方法，涉及无线网络数据的可靠性传输领域。过程为：统计待传输文件大小，对待传输的文件进行分组；选定一个度分布；在待输出原文件的多个分组基础上生成新的分组，即编码符号，使原文件以编码符号序列的形式在网络中传输；本发明建立了LT码中短环结构与其对应的复杂网络结构间的映射关系，根据复杂网络结构检测并且最大限度的规避LT码编码过程中的短环结构，提高其译码成功概率，构造了一种基于复杂网络的高效而可靠的文件传输编码方案。尤其对于具有时变特性的无线信道中的数据传输，该发明可以使得接收端接受到较少的数据就可以将原始数据恢复出来，有效提高了信道的带宽利用率，降低传输时延。

主权项

一种基于复杂网络的文件传输编码方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：统计待传输文件大小，对待传输的文件进行分组；所述的分组过程为：将待传输文件按比特顺序平均分成k组，其中，k为正整数，且k＞10³，若最后一个分组内的数据量少于平均数据量，则将该分组内的剩余比特位补零；步骤2：根据k值来选定一个度分布；步骤3：在待输出原文件的多个分组基础上生成新的分组，即编码符号，使原文件以编码符号序列的形式在网络中传输；步骤3.1：生成第一个编码符号；步骤3.1.1：由步骤2选择的度分布随机生成一个值d，在原输出文件中随机选择d个不同的分组，其中，d为自然数；步骤3.1.2：这d个不同的分组进行异或运算，形成一个新的分组，该分组就为生成的第一个编码符号；步骤3.1.3：以步骤3.1.2所生成的编码符号为初始节点，生成一个由一个节点组成的网络结构；步骤3.1.4：把这个编码符号放在信道中传输；步骤3.2：生成下一个编码符号；步骤3.2.1：根据步骤2的度分布，由该度分布随机生成另一个正整数d′，随机从原文件的k个分组中选择一个分组，该分组为生成下一个编码符号选择的第一个已选过的原文件的分组，也是生成下一个编码符号的第一个可选分组；在网络结构中加入一个新节点，若选择的原文件的一个分组是生成其它某个或某些已存在编码符号的一个分组，那么，这个新节点与上述某个或某些已存在的编码符号在网络结构中对应的节点之间有连边，且边的权值为选择的原文件的一个分组在所有k个原文件的分组中的序号；若d′＝1，则执行步骤3.2.2；否则执行步骤3.2.3；步骤3.2.2：步骤3.2.1选择的一个原文件的分组与其等长的全零比特序列进行异或，形成一个新的分组，该分组为生成的下一个编码符号，将这个编码符号放在信道中传输，到步骤3.3继续执行；步骤3.2.3：在原文件的所有分组中除为生成下一个编码符号已选过的分组外，剩下的分组中选择原文件的另一个分组，该分组为生成下一个编码符号的另一个已选过的分组；步骤3.2.4：找出所有由步骤3.2.3中的另一个分组参与生成的已存在编码符号及其在网络结构中对应的节点，查看步骤3.2.1中的新节点是否与这些对应的节点存在连边，若不存在连边，表明选择的另一个分组不会造成LT码的四环结构，则从步骤3.2.5继续执行；若存在连边，则表明该另一个分组将造成LT码的四环结构，该另一个分组不是生成下一个编码符号的可选分组，此时，若仍然存在为生成下一个编码符号未被选过的原文件的分组，则回到步骤3.2.3继续执行，否则到步骤3.2.9继续执行；步骤3.2.5：找出所有由步骤3.2.3中的另一个分组参与生成的已存在编码符号及其在网络结构中对应的节点，查看在网络结构中与新节点存在连边的节点是否与另一分组参与生成的已存在编码符号在网络结构中对应的节点存在连边，若不存在连边或者存在连边并且边的权值等于另一个分组在原文件的所有分组中的序号，那么表明另一个分组不会造成LT码的六环结构，该另一分组为生成下一个编码符号的可选分组，到步骤3.2.6继续执行；若存在连边，并且连边的权值不等于另一个分组在原文件的分组中的序号，则表明存在六环结构，即该另一分组将造成LT码的六环结构，该另一个分组不是生成下一个编码符号的可选分组，此时，若仍然存在未被选过的原文件的分组，则回到步骤3.2.3继续执行；否则，从步骤3.2.9继续执行；步骤3.2.6：找出所有由步骤3.2.3中的另一个分组参与生成的已存在编码符号及其在网络结构中对应的节点，在网络结构中添加这些对应的节点与新节点的连边，边的权值为另一个分组在原文件的所有分组中的序号；步骤3.2.7：如果可选分组数目等于d′从步骤3.2.8继续执行，如果可选分组数目少于d′个，则从步骤3.2.9继续执行；步骤3.2.8：这d′个分组进行异或得到一个新的分组，这个新的分组为下一个编码符号，将该编码符号放在信道中进行传输；执行步骤3.3；步骤3.2.9：如果仍然存在未被选过的原文件的分组，则重复步骤3.2.3；若没有未被选过的分组，那么从可选分组以外任意选择原文件的分组，直到被选择的分组数为d′为止；这d′个分组进行异或生成一个新的分组，即下一个编码符号，并将该编码符号放在信道中进行传输；步骤3.3：重复执行步骤3.2的过程，生成其余的编码符号，直到发送端接收到接收端返回给的文件已经正确恢复的反馈信息为止。