[发明专利]多播环境中基于混合译码的喷泉码的编码设计方法

说明书

本发明公开了一种多播环境中基于混合译码的喷泉码的编码设计方法，包括以下步骤：1)将原始文件划分成k个等长的原始信息包；2)发射机将k个等长的原始信息包进行喷泉编码，其中，存在0.2k数量的编码包使用局部增强的概率分布进行编码；3)发射机将喷泉编码得到的编码包广播给全部接收机；4)各接收机接收发射机广播的编码包，再寻找局部满秩矩阵进行局部高斯消元译码，当恢复出全部原始文件时，则发射反馈信号给发射机，发射机将该反馈信号存入反馈集合F_i中；5)发射机利用反馈集合F_i判断全部接收机是否已解码，当全部接收机已解码时，则停止发送编码包，该方法能够有效的降低喷泉码的译码冗余，提高喷泉码的编译码效率。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种多播环境中基于混合译码的喷泉码的编码设计方法。

背景技术

近几年来，随着科技与互联网的快速发展，无线传输已经成为了日常生活中最主要的通信方式，而根据调查无线传输的主要业务为移动多媒体业务，如视频直播、游戏、微博微信等，其通信场景大多是多个用户同时接收同一个信息，因此具有一发多收特性的无线多播技术为移动多媒体业务提供了良好的发展方向。

对于无线通信系统中的多播通信，主要是利用无线信道的广播特性，每个接收机都可以通过无线信道接收到发射机发射的信息，但是由于每个接收机所处的位置不同，因此信息包的传输受到了信道质量的制约，在信道中会随机发生信息包丢失的情况。为了保障数据传输的可靠性，传统的编码传输方法中若接收机判定出现丢包，则接收机需要反馈一个信号，而发射机收到反馈信号后重新发送这个丢失的信息包给所有的接收机，直到所有的接收机都完成数据的接收后这个过程才终止。传统的反馈重传机制在多播中很容易造成“反馈风暴”，导致传输效率降低，而喷泉码作为无需反馈的无码率新型编码，在多播系统中有着广泛的应用前景。

近年来，喷泉码被越来越多的学者重视，喷泉码的编码方式与传统的编码不同，其基本思想为：在发送机将原始信息分成k个长度相同的原始数据包，对原始数据包进行编码，生成的编码数据包是根据某种分布随机选择的若干个数据包异或的结果，将编码数据包进行发送，接收机只需要收到N个数据包(N略大于k)，就可以恢复出全部的原始信息，接收端正确恢复出原始信息时不需要知道收到了哪些编码数据包，也不需要按顺序接收，因此这种编码方式不需要设定码率，极其适合多播的传输环境。

在多播的环境中，发射机的传输效率是重要的指标之一，而优化喷泉码的编码与译码方案可以提高发射机的传输效率并降低喷泉码的译码冗余。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种多播环境中基于混合译码的喷泉码的编码设计方法，该方法能够有效的降低喷泉码的译码冗余，提高喷泉码的编译码效率。

为达到上述目的，本发明所述的多播环境中基于混合译码的喷泉码的编码设计方法，所述多播环境中包含一个发射机和M个接收机，信号按帧进行传输，包括以下步骤：

1)发射机将原始文件划分成k个等长的原始信息包(s₁,s₂,…,s_k)，其中，当无法构成k个等长的原始信息包时，则在最后一个原始信息包处补零；

2)发射机将k个等长的原始信息包(s₁,s₂,…,s_k)进行喷泉编码，其中，在喷泉编码中，存在0.2k数量的编码包使用局部增强的概率分布进行编码；

3)发射机将喷泉编码得到的编码包广播给全部接收机；

4)各接收机接收发射机广播的编码包，再寻找局部满秩矩阵进行局部高斯消元译码，其中，满秩的秩为R＝3，然后使用迭代译码算法进行译码；