[发明专利]一种基于喷泉码的抗干扰编码传输方法

说明书

本发明提供一种基于喷泉码的抗干扰编码传输方法，通过拆包分解、编码、通信传输、译码和组包的流程，将发送端长数据包分解，并编码成数据帧和异或帧，包含帧序号、有效数据和CRC校验部分的信息，之后进行通信传输并译码组包还原成长数据包。本发明是为了解决现有自组网领域广播和多播时抗干扰编译码效率低，占用资源多，传输时延长的缺点，提供一种在编译码复杂度较低且译码开销较小的情况下的基于喷泉码的抗干扰传输设计方法。本方法设计编码结构简单，占用资源少，并且译码成功率高，保证了一定的抗干扰性能。

技术领域

本发明涉及无线通信网络技术领域，具体涉及一种基于喷泉码的抗干扰编码传输方法。

背景技术

电磁波在传输时会产生反射折射等多径信号，也会受到同频段其他无线信号的干扰及各种热噪声污染，在移动通信领域，经常由于终端的运动和信道随机变化因素导致无线信号在接收端失真或直接丢失，从而误码率较高，因此为了对抗通信系统中各种干扰和信号衰落，提高通信质量，需要设计高效的抗干扰编译码方法。

常用的提高信息传输可靠性的方法有两种：一种是自动请求重传(ARQ)技术，一种是前向纠错(FEC)技术。自动请求重传技术是利用反馈信息将错误信息重新发送，但当信道环境恶劣时，大量信息需要重传会导致传输效率急剧下降，会造成信息时延大传输速率慢等问题。前向纠错技术是通过在发送端加入冗余信息，使其具有纠错能力，在能力范围内恢复原始信息。典型码有RS码和Tormado码，设计这些码字以最低误码率要求，会有资源浪费和无法解决各种原因造成的丢包问题。数字喷泉码技术是一种新型的前向纠错纠错技术，逻辑结构简单，无码率约束，较好的纠错能力。其思想是在发送端对原始数据编号，对属于同一编号的数据编码，不间断的发送编码包数据，接收端对不断接收的数据包进行解码，直到解码成功。传统编码在应用前预估信道并选择合适的编码方案，喷泉码只与原始信息和收到分组数量有关，可以在不同信道环境中传输。在广播多播中可应用喷泉码技术，目前的喷泉码需要设计良好的度分布函数来减少编译码复杂度和降低误码率，因此译码性能受限于度分布函数的设计，需要根据度分布函数随机产生编码结构，具有不固定性。

发明内容

本发明是为了解决现有自组网领域广播和多播时抗干扰编译码效率低，占用资源多，传输时延长的缺点，提供一种在编译码复杂度较低且译码开销较小的情况下的基于喷泉码的抗干扰传输设计方法。该方法设计编码结构简单，占用资源少，并且译码成功率高，保证了一定的抗干扰性能。

本发明提供一种基于喷泉码的抗干扰编码传输方法，包括如下步骤：

S1、拆包分解：将发送端长数据包分解成n个同长同速率不同信息内容的短数据包X，第n个短数据包包含的有效数据为X_n；有效数据的全集为S，S＝{X₁，X₂，…，X_n}；

S2、编码：将短数据包X编辑成数据帧Y和异或帧Z；数据帧Y和异或帧Z均由帧序号、有效数据和CRC校验部分组成，数据帧Y帧序号由1到n，异或帧Z帧序号由n+1到2n；

数据帧Y包含的信息如下：

Y₁包含1+X₁+CRC；…；Y_n包含n+X_n+CRC；

异或帧Z包含的信息如下：

Z₁包含n+1+(S-X₁)+CRC；…；Z_n包含2n+(S-X_n)+CRC；

S3、通信传输：将数据帧Y₁到Y_n和异或帧Z₁到Z_n传输给接收端；

S4、译码：接收端收到数据帧Y和异或帧Z后，根据收到的数量和分布，进行译码处理，得到有效数据；