[发明专利]适合于加性白高斯噪声信道的中短码长的Raptor Codes编译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种适合于加性白高斯噪声信道的中短码长的Raptor Codes编译码方法。 

背景技术

 在设计传统的信道编码时，需要先通过信道状态信息(CSI)估计信道参数，然后依此设计一个固定码率为R的线性分组码，如LDPC码、RA码、卷积码等。由于信道状态的不稳定性，实际的信道参数可能大于或者小于所估计的信道参数，前一种情况无法实现可靠的传输，需要使用更低码率的分组码；后一种情况则会造成资源浪费，因为可以使用更高码率线性分组码。为了使线性分组码更为可靠有效地传输，一种基于LDPC码的打孔技术（见 “Rate-compatible puncturing of low-density parity-check codes,” in IEEE Trans. Information Thoery, vol. 50. no. 11, pp.2824-2836, Nov. 2004.）被提出,这种方法虽然保证了信息传输的可靠性和有效性，却需要通过大量的反馈机制，例如ARQ(Auto Repeat-Request)。如何在无需反馈的情况下自适应地选择和信道匹配的码率进行传输，我们考虑无速率码（Rateless Codes）。

  不同于传统的固定码率的编码方式，无速率码是具有自适应链路适配特性，它无需在发送端设定固定的码率，而是以某种方式源源不断地产生编码包并发送出去，接收端并不关心每个编码包的接收情况，而只是关心接收到的编码包的总量，因此并不存在反馈和重传的机制。在接收到了一定数量的编码包后，接收端尝试译码，若不成功则继续接收编码包然后尝试继续译码，接收端一直重复这个过程直到成功译码，这时接收端发送一个简单的反馈信号给发送端告知其停止发送编码包，这样就完成了整个传输过程。因此实际传输的码率取决于实际发送的编码包的数目，也就是取决于当前的信道状态。而如何设计合理的编码方式以使得实际传输的码率尽量地逼近信道容量成为设计无速率码的关键。

 最初，Rateless code因其在除删信道上的优越性能引起来高度关注（见“LT Codes”,Proceedings of the 43rd Annual IEEE Symposium on foundation of Computer Science），但是LT码并不适合于AWGN信道。Shokrollahi为除删信道提出了编译码复杂度不会随着码长增长而增加的无速率码，称为 Raptor Codes（见“Raptor Codes”,IEEE Transactions on Information Theory, Vol.52,No.6,June 2006），它通过将LDPC码作为外码与LT码级联。Ravi Palanki提出了适合于AWGN的Raptor Codes（见“Rateless codes on noisy channels”,Available at www.merl.com/papers/TR2003-124/），并给出了合适的度分布，由于这种度分布是在假设Tanner图中无环的前提下得出的，在码长很长的情况下，这种假设可以近似地成立，而在实际情况中，由于硬件方面的限制，通常会选择短码，在中短码长下，Raptor Codes内码LT码随机地选择若干个预编码包的编码方式构造了大量的短环，这对于BP算法中信息的独立传播是有害的，而且在中短码长下，这种度分布方式也不够合理。

发明内容

 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适合于加性白高斯噪声信道的中短码长的Raptor Codes编译码方法；

适合于加性白高斯噪声信道的中短码长的Raptor Codes编译码方法，其特征在于包括编码方法和译码方法。

编码方法的步骤如下：

1）设定发送端要发送                                                个消息数据包，每个数据包内含有若干个数据比特，并包括一个循环冗余校验码用来作为译码器判断译码是否成功的依据，用表示消息数据包，下标为消息数据包的编号，，编码发送端采用Raptor Codes进行编码，Raptor Codes是由高码率的LDPC码作为外码，并级联LT Codes组成的，用表示消息数据包经过LDPC编码后生成的预编码包，，用表示经过LT Codes编码后生成的编码包，；