无线体域网中基于分布式喷泉码的中继转发策略研究

发布时间：2020-11-06 00:29

　　 随着人们对健康水平的日益关注,无线体域网应运而生,为人们提供了一种简单、低成本的健康监测手段。无线体域网能量受限、信道多变,对数据传输方案有较高的要求。基于分布式喷泉码的数据传输方案可较好的满足无线体域网的传输需求。喷泉码无固定码率,可灵活适应多变的信道。分布式传输方案在中继节点处采用合适的转发策略,可减少译码成功时信源节点所需发送的码字数量,从而降低其功耗。现有分布式喷泉码传输方案多是基于两个信源的研究,而在无线体域网中,多信源情况更为普遍。同时,无线体域网信道多变,需要能够灵活自适应的传输方案。因此,本文针对上述两个问题,重点研究无线体域网中基于分布式喷泉码的中继转发策略,主要贡献如下:首先,本文提出了一种无线体域网中基于分布式喷泉码的多信源中继转发方案及参数优化算法。该方案简化了多信源的中继转发模型,并利用差分进化算法对多个信源的选择概率进行优化,使达到预期误码率的前提下,信源节点发送的编码符号最少。仿真表明,该方案能高效地优化多信源中继转发参数,与随机选取的选择概率相比,中继节点采用优化的选择概率时,信源节点所需发送的码字数量明显减少。其次,本文提出了一种无线体域网中基于分布式喷泉码的变步长自适应传输方案。该方案可针对无线体域网信道多变的特点,在目的节点译码成功的前提下,以接收到的码字数量为基准,反馈给中继节点调节转发参数。调节初期使用较大步长,之后逐步减小。仿真表明,当信道恶化,即目的节点译码成功时接收的码字数量明显增多时,采用变步长自适应传输方案,能够使系统以更高的能效应对信道变化。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN92
【部分图文】：

12图 2-3 时域有限差分方法求解过程个体内信道的求解方法较为复杂，电磁波经过人体组织存在一定的难度。建模会非常的复杂且繁琐，利用测量大量数据进行数据。因此 Hagedorn 等人采用了 3D 仿真可视化平台较为真据[30]。他们采用了人体模型进行测量，人体模型满足这年男性身体介电常数的材质组成；（2）材料为频率依赖的

华南理工大学硕士学位论文随机地从输入符号中选择出d 个数据，并将这d 个数据全部异或数据。循环 1-3 步，直至产生足够译码数量的编码数据。的过程如下图 3-1 所示，其中 (x)为度函数。每一个编码后符据异或产生，d 的数值由度函数 (x)决定，每个数据产生的过程会互相干扰。因此决定 LT 码性能的主要是其度函数的选择，常孤波分布、鲁棒孤波分布等，这些将在后续章节中进行介绍。

e) 释放1x ,并更新与之相连的1y 和2y f) 译出2x图 3-3 LT 码译码过程示意图若译码过程中没有度值为 1 的数据，则无法进行译码，需要继续接收传输的进行译码。因此始终存在度值为 1 的数据是译码成功的关键。置信传播译码上来说，是一种矩阵求逆。假设原始的数据组为kTX [x,x,,x]12 ，编码之为NTY [y,y,,y]12 ，两者间会存在如式下的关系：Y G X X G Y 1其中G 为编码过程中的生成矩阵， 1G 为其逆矩阵。通过式子可以看出译码通过生成矩阵的逆 1G 求解 X 的过程。利用合适的度函数分布，可使生成矩疏性的良好结构，最终达到成功译码的目的。因此合适的度函数是喷泉码编关键。 单信源喷泉码传输方案
【参考文献】

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本文编号：2872412