利索能及
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专利号: 2018102124806
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于非前缀码的无线通信节能编码方法,包含离线求非前缀码码本过程和在线数据传输过程,其特征在于该方法具体是:所述的离线求非前缀码码本过程包括:

步骤S201:测量发送方发送一个比特位0所消耗的能量et0,发送一个比特位1所消耗的能量et1;测量接收方接收一个比特位0所消耗的能量er0,接收一个比特位1所消耗的能量er1;并计算系数a=(et0+er0)/(et1+er1)步骤S202:选取m值,m为发送方对原始数据进行分段时,每个分段包含的比特个数;

步骤S203:解优化问题并得到较优的非前缀码码本;本步骤包含6个子步骤,即步骤S204至步骤S209;

优化问题的目标函数为 即找到最节能的非前缀码码

本,其中li表示非前缀码码字ci里包含的比特位个数,bi,j表示非前缀码码字ci二进制表示的第j位;ecode表示采用非前缀码编码时,发送方发送和接收方接收每个码字消耗的平均能量;

优化问题的约束条件如下:

(1)码本里的所有码字必须满足非前缀码特征,即码本里的任意码字不能是码本里其它码字的前缀;

(2)码本里的码字个数为2m,以和2m个原始符号一一对应;

(3)ecode

通过对含有2m个叶子结点的二叉树的左分支标记0、右分支标记1,可以用一棵二叉树来对应一个非前缀码码本,则上述优化问题就转化为找含有2m个叶子结点的节能二叉树的问题,利用一棵 二叉树表示遗传算法中的一个染色体;

步骤S204:构造初始种群,定义种群中个体即染色体的数量为x,即随机构造x棵二叉树,每棵二叉树都含有2m个叶子结点,且每个二叉树对应的码本都满足前述优化问题的约束条件;

步骤S205:计算种群中每个个体的适应度ecode;

步骤S206:通过轮盘赌的方法选择x次;

步骤S207:被选中的个体两两交叉,即两棵 二叉树做交叉;参与交叉的两棵 二叉树分别记为A和B,则随机的从A和B里面各选一个非叶子、非根的中间结点,并且两个被选中的中间结点为树根的子树有相同个数的叶子结点;交换两个被选中的中间结点下面的子树,完成交叉,得到两个新的个体;如果交叉得到的个体不节能,则随机产生一个新的节能的个体以替换该不节能个体;

步骤S208:以变异概率p对每棵二叉树进行变异操作,变异时随机选取该二叉树上的一个非叶子、非根的中间结点,交换该中间结点的左右子树;

步骤S209:当前迭代次数y增加1,如果y大于最大迭代次数G,则转到步骤S210,否则转到步骤S205;

步骤S210:迭代结束后进入本步骤,计算最后一代所有个体的适应度,把最节能的个体作为最终的结果,即找到最终的非前缀码码本,供在线数据传输过程使用;

所述的在线数据传输过程包括:

发送方借助于非前缀码码本的二进制数组表示,把每一个原始符号转换为对应的非前缀码码字,所述的原始符号是发送方的原始数据的一个分段,每个分段都是m个比特位;

发送方借助于无线电信号把非前缀码码字传输给接收方;

接收方每收到一个比特位,利用非前缀码码本的二叉树表示进行非前缀码解码,解码成功便恢复出一个原始符号;

发送方和接收方不断重复上述过程,实现由发送方到接收方的连续数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于非前缀码的无线通信节能编码方法,其特征在于,所述的非前缀码码本有两种表示方式,一种是二进制的数组表示,可用于发送方编码;一种是二叉树的表示,可用于接收方解码,接收方收到非前缀码码字的比特位时,按照比特位的值并走向叶子结点,叶子结点下面的二进制值即为该非前缀码码字对应的原始符号。