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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利一种规则变量节点度喷泉编码方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116633483B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310133911.0，技术领域涉及：H04L1/00；该发明授权一种规则变量节点度喷泉编码方法是由张阳;李世崇;王冠林;张嘉琦;庞立华设计研发完成，并于2023-02-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种规则变量节点度喷泉编码方法在说明书摘要公布了：一种规则变量节点度喷泉编码方法，首先构造编码节点符号度分布函数，通过提升小度值编码符号出现的概率，加速译码进程，根据度分布函数生成度值；然后依据信息符号选取概率选择原始信息符号参与本次编码，并将度信息字段与编码信息字段进行拼接，构建发送数据包；其次通过记录所有原始信息节点的参与编码次数，对信息节点选取概率进行更新；最终在目的节点通过置信传播算法对接收数据进行解码。本发明通过优化编码节点度分布函数，提升小度值编码符号出现概率，采用编码参加次数的信息节点选取策略，实现符号变量节点度值规则化，编码时选取度值小的信息节点，达到了喷泉编码过程中降低误码平台和节省译码开销的目的，降低源节点处编码复杂度。

本发明授权一种规则变量节点度喷泉编码方法在权利要求书中公布了：1.一种规则变量节点度喷泉编码方法，其特征在于，包括以下步骤； 步骤1：定义通信过程中发送端为源节点，在源节点处存在K个原始信息符号作为信息节点等待传输，根据符号度分布函数随机选取一个度值d，也即此次编码过程中有d个原始信息符号参与编码； 步骤2：源节点根据选取概率选择d个参与编码次数最少的原始信息符号，进行模二加操作，得到编码信息符号，度信息字段长度为K比特，对应K个原始信息符号，如果此次编码过程中某一原始信息符号被选取参与编码，则相应度信息比特为1，否则为0，将编码信息符号与度信息字段进行拼接，得到传输数据包； 步骤3：在K个原始符号节点中，对此次编码过程中参与编码的原始信息符号节点进行记录，并对该符号节点选取编码总次数进行加一操作，计算下一次喷泉编码所使用的原始信息符号节点选取概率； 步骤4：定义通信过程中接收端为目的节点，在目的节点处根据接收数据包的度信息字段得到生成矩阵，并使用置信传播算法进行解码，恢复原始信息符号，当目的节点处成功完成译码时，向源节点处发送反馈，源节点处终止编码操作； 所述步骤1具体为： 编码节点符号度分布函数多项式Ωx定义为其中K表示原始信息节点数，同时也是编码最大度值，Ωd表示选取度值为d的概率，进一步表示为其中概率质量函数ρd、修正函数τd分别满足： 其中c为大于0的常数，δ为最大解码失败概率，表示向下取整，β1、β2为修正因子，用以提升度值为1、2编码数据包的出现概率； 所述步骤2具体为： 假设在源节点存在K个原始信息符号，表示为S＝[S1,S2,S3,…,SK]，其中参与编码次数少的原始信息符号节点被选取概率大，依照概率从K个原始信息符号中选取d个符号进行模二加操作，得到编码符号，假设第i次编码时度信息字段表示为矢量Gi，其长度为K，分别对应K个原始信息符号，如果此次编码过程中某一原始信息符号参与编码，则度信息字段矢量Gi中对应数值为1，否则为0，将编码符号与度信息字段进行拼接，得到传输数据包； 通过基于编码参与次数的原始信息节点选取方案，实现变量符号节点规则化，利用渐进分析法对当前喷泉编码的性能进行分析的具体实现方式如下； 设信道为随机丢包信道，定义原始信息节点数为K，编码段发送符号总数为N，传输过程中丢失的符号为Ne，接收端成功接收到的符号数目为Nr，信道丢包率为译码开销为γ＝NrK； 当丢包率ε为0时，规则变量节点度喷泉编码方式下发送端所有信息节点符号度相等，且接收端获得的编码符号与发送端相同；定义接收端信息符号节点平均度为α，由于度值为正整数，因此信息符号实际度值为或者 表示向上取整，信息符号节点度分布为Λx＝Λh-1xh-1+Λhxh，其中参数系数Λh-1和Λh分别表示接收端信息符号度值为h、h-1的概率，且满足： 定义信息符号边度分布函数多项式为λx＝λh-2xh-2+λh-1xh-1，系数λh-2和λh-1满足： 由于规则变量节点度喷泉编码中使用的编码节点度分布函数Ωx预先定义，当原始信息节点数K→∞时，在接收端的渐进误码率y表示为其中yl为经过l次迭代译码后的误码率，进一步表示为： 其中编码符号边度分布ωx可以由编码节点度分布函数Ωx计算得出，ωx＝Ω′xΩ′1； 当丢包率ε不为0时，以任意一个信息符号为例，用s表示该信息符号，N个编码符号中以信息符号s为邻居节点的编码符号个数为h，用H表示h个编码符号的集合，则h＝cardH，cardA表示集合A的基数，接收端信息符号度值d的取值范围为0≤d≤h，且d为整数；用Ne表示丢失的编码符号集合，令I＝＝H∩Ne，当集合I为空集时，接收端信息符号s的度值不发生改变；当I不是空集且有cardI＝i时，接收端信息符号s的度值降低为d-i；用phi表示cardI＝i出现的概率，表示以s为邻居节点的编码符号集合H中，丢失i个符号的概率;满足cardI＝i的所有集合Ne的数目为集合Ne的所有数目为因此phi表示为： 接收端编码符号度值为h的概率为以编码端度值为h的信息符号为邻居节点的所有编码符号均不丢失的概率，也即ph0，此时接收端信息符号度值为h的概率为Λhph0；同理接收端信息符号度值为h-1包含两种可能情况，第一种为以编码端度值为h的信息符号为邻居节点的所有编码符号均丢失1个，第二种为以编码端度值为h-1的信息符号为邻居节点的所有编码符号均不丢失，由此可得接收端信息符号度值为h-1的概率为Λhph1+Λh-1ph-10；以此类推，当丢包率ε不为0时，接收端的信息符号节点度分布表示为： 通过公式ωx＝Ω′xΩ′1、λx＝Λ′xΛ′1得到编码符号和信息符号的边度分布，从而此时规则变量节点度喷泉编码经过l次迭代译码后的误码率yl表示为： 传统喷泉编码过程中随机选取参与编码的原始信息节点，当原始信息节点数K→∞时，信息符号节点度分布为泊松分布，即Λx＝expαx-1，其中α表示信息符号节点平均度，对信息符号节点度分布多项式进行泰勒级数展开，得到： Λx＝expαx-1 ＝exp-α+αexp-αx+α2exp-αx2+… 其中常数项exp-α表示信息符号节点平均度为α时，信息符号未参与编码的概率，也即接收端无法解码该信息符号的概率，因此传统喷泉编码的误码平台为exp-α； 对于规则变量节点度喷泉编码，当信道丢包率ε＝0时，所有信息符号均参与到编码过程，能够有效降低误码平台，当ε≠0时，当以某个信息符号为邻居节点的编码符号全部丢失时，接收端信息符号节点度分布同样存在常数项，此时接收端信息符号度等于0的概率为Λ0＝Λh-1ph-1h-1+Λhphh，规则变量节点度喷泉编码下的误码平台与编码符号平均度、信道丢包率相关，当Λ0＜exp-α时，规则变量节点度喷泉编码误码平台低于传统喷泉编码； 所述步骤3具体为： 步骤3.1：定义Pk为第k个信息节点的选取概率，其中k＝1,2,…K，在编码初始化阶段所有原始信息节点被选取概率Pk相同，均设置为1K，其中K表示原始信息节点数，对于每一个原始信息节点，设置编码次数sk均为1； 步骤3.2：每完成一次喷泉编码，对参与编码的原始信息节点进行记录，并将对应编码次数sk加1； 步骤3.3：完成所有信息节点的编码次数更新后，重新计算每个信息节点的选取概率Pk，其中 步骤3.4、如果源节点接收到目的节点发送的译码成功反馈信息，返回至步骤3.1，完成初始化操作；否则返回至步骤3.2； 所述步骤4具体为： 步骤4.1：假设目的节点处得到的第i个接收数据包中的度信息字段为Gi，则生成矩阵可以表示为G＝[G1,G2,…,Gi,]，得到对应的二分图并开始译码过程； 步骤4.2：从二分图中选取一个度值为1的编码符号，直接恢复出与之唯一相连的原始信息符号，同时删除二分图中原始信息符号与编码符号之间的连线； 步骤4.3：通过生成矩阵查找与原始符号相连的编码符号，将这些编码符号的值与原始符号值进行异或，同时在二分图中删除相应的连线； 步骤4.4：重复步骤4.2、4.3，直至恢复所有原始符号完成译码或者不存在度值为1的编码符号而停止本次译码。

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