【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無人機通信領域，涉及但不限定于一種在線噴泉碼的組合度分布設計及優化方法。
技術介紹
1、隨著5g/6g通信技術的發展，無人機(uav)通信的需求日益增加。通常無人機在執行飛行任務時會涉及多種場景。飛行任務的環境受到地理位置、天氣、飛行高度、速度以及外部干擾等因素的影響，導致無人機通信信道的類型和特性具有顯著的隨機性。因此無人機通信系統需要在任務過程中適應具有不同特性的多種信道。由于傳統信道編碼通常具有固定的碼率，并采用逐包反饋機制，在這種條件下難以實現良好的性能。
2、噴泉碼則具有自適應碼率的特性，并且很少需要反饋或重傳。噴泉碼可以應用于傳輸層或應用層，以提升無人機通信的性能。因此，可以作為信道編碼的有效補充，增強數據通信的可靠性和穩定性。此外，在6g多路徑傳輸場景中，噴泉碼能夠確保穩定的端到端傳輸性能，在6g超可靠低時延通信(urllc)場景以及安全通信場景中具有廣泛的應用潛力。
3、雖然采用單一度分布的噴泉碼可以在一定程度上適應變化的信道環境，但無法充分利用噴泉碼無速率特性的優勢。因此，有必要研究在無人機通信場景中應用組合度分布的噴泉碼。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術實施例提供一種在線噴泉碼的組合度分布設計及優化方法，至少解決單一度分布的噴泉碼在適應變化的信道條件上存在優化瓶頸的問題。
2、本專利技術實施例的技術方案具體如下：
3、本專利技術實施例提供一種在線噴泉碼的組合度分布設計及優化方法，所述方法包括：
4、基于理想弧子分布、魯棒弧子分布、紋波減少度分布和無標度lt碼四種基本度分布，設計組合度分布；利用海洋捕食者算法在特定解碼成功率或等效符號錯誤率下，以最小解碼開銷為約束，優化所述組合度分布的系數。
5、進一步地，所述組合度分布包括三成員組合度分布和四成員組合度分布；
6、其中所述三成員組合度分布的組合度分布模型如下：
7、
8、式中，ω1(x)表示三成員組合度分布的概率模型，a1,a2,a3為三個比例系數，μ(d)代表魯棒弧子分布，θ(d)代表紋波減少度分布，λ(d)代表無標度lt碼；
9、所述四成員組合度分布的組合度分布模型如下：
10、
11、式中，ω2(x)表示四成員組合度分布的概率模型，a1,a2,a3,a4代表四個比例系數,ρ(d)代表理想弧子分布。
12、進一步地，所述利用海洋捕食者算法在特定解碼成功率或等效符號錯誤率下，以最小解碼開銷為約束，優化所述組合度分布的系數，包括：初始化搜索代理種群，設置最大迭代次數；其中所述搜索代理種群中每個獵物的位置代表一組組合度分布系數；針對所述搜索代理種群中每一獵物，計算lt解碼過程中噴泉碼的符號錯誤率；如果某一獵物的符號錯誤率小于設定值，計算該獵物的適應度；如果某一獵物的符號錯誤率大于或等于所述設定值，對該獵物施加懲罰值；選擇適應度最小的獵物作為頂級捕食者，并獲取相應位置；如果當前迭代次數小于所述最大迭代次數，更新所述搜索代理種群中所有獵物的位置，重新計算每一獵物的符號錯誤率進行迭代；迭代至所述當前迭代次數大于或等于所述最大迭代次數時優化完成，輸出當前適應度最小的目標獵物的參數；其中，所述目標獵物的參數表征優化后的組合度分布系數。
13、進一步地，所述計算該獵物的適應度的步驟中，具體通過下式計算：
14、
15、式中，n是計算適應度所需的樣本數量，tr表示第r個樣本成功解碼時接收到的編碼符號數量；
16、所述計算lt解碼過程的所有獵物的符號錯誤率的步驟中，具體通過下式計算：
17、
18、式中，plt是lt解碼過程中獵物的符號錯誤率，k是碼長，l是解碼步驟變量，lmax是解碼步驟的總數量，是l＝1時解碼終止的概率。
19、進一步地，所述方法還包括：使用蒙特卡羅仿真來評估所述組合度分布的性能，包括增加成員數量得到的性能提升評估和系數優化的性能評估。
20、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：
21、在本專利技術實施例中，通過增加組合度分布中成員度分布的數量，并以特定符號錯誤率下的最小解碼開銷為目標函數，對成員的比例系數進行優化，從而提升噴泉碼的性能。
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1.一種在線噴泉碼的組合度分布設計及優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合度分布包括三成員組合度分布和四成員組合度分布；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用海洋捕食者算法在特定解碼成功率或等效符號錯誤率下，以最小解碼開銷為約束，優化所述組合度分布的系數，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算該獵物的適應度的步驟中，具體通過下式計算：
5.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
【技術特征摘要】
1.一種在線噴泉碼的組合度分布設計及優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合度分布包括三成員組合度分布和四成員組合度分布；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用海洋捕食者算法在特定解碼成功...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁明珅，許偉雄，劉君地，周倩帆，胡嘯嵩，
申請(專利權)人：沈陽航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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