[发明专利]一种交织LT编码方法

说明书

本发明公开了一种交织LT编码方法，该方法包括以下步骤：步骤1)，将原始数据均分为k个输入分组；步骤2)，基于鲁棒孤子分布(RSD)函数生成编码序列的奇数位编码分组；步骤3)，基于改进的泊松分布(IPD)函数生成编码序列的偶数位编码分组；步骤4)，重复步骤2)‑步骤3)，生成编码序列和编码矩阵；步骤5)，当度数为k/R时，采用RSD进行编码生成的编码分组替换对应位置的编码分组，“邻接”关系替换对应位置的编码矩阵列。采用该新型编码方法进行LT编码，能有效提升LT码的差错控制性能。

技术领域

本发明属于通信信道编码技术领域，更具体地说，涉及一种交织LT编码方法(Interleaved Encoding Method,IEM)。

背景技术

Luby变换(Luby Transform,LT)码是第一个数字喷泉码的具体实现方案，具有无需反馈重传、无码率性、兼容性强、编译码复杂度低等特征。2002年，Michael Luby正式发表LT码的编译码算法及度分布构造的同时，提出了经典的鲁棒孤子分布(Robust SolitonDistribution,RSD)。由于RSD度分布函数中τ_k/R能保证编码过程中所有输入分组都能被覆盖，且度数为1的编码分组在译码过程中始终保持足够多而防止译码中断，因此，RSD随着译码开销的增加，最终能将所有原始数据全部译出。

2016年提出的改进的泊松分布(Improved Poisson Distribution,IPD)能产生较多的度数为1的编码分组。尽管在译码初期，该特性能大幅降低译码失败发生的概率，但过多的度数为1的编码分组却会造成低效译码，导致译码开销较大时译码性能弱于RSD。

国内外诸多学者和科研机构围绕度分布特性，在编码算法的设计和优化问题上做了大量研究工作，来提高LT码差错控制性能。尽管现有的编码优化方案已取得一定研究成果，但仍存在提升的空间。

发明内容

为进一步提高LT码差错控制性能，本发明提出一种交织LT编码方法(InterleavedEncoding Method,IEM)，利用IPD在译码开销较小时译码成功率高和RSD在译码开销增大后的译码性能表现更好的特点，通过交织编码方式将两者优势进行有机结合，生成新型LT编码方法，能有效提高通信可靠性。

本发明采用如下技术方案：

一种交织LT编码方法，包括以下步骤：

步骤1)，将原始数据均分为k个输入分组S＝{S_j∣j＝1,2,…,k}；

步骤2)，基于鲁棒孤子分布(RSD)函数生成编码序列的奇数位编码分组；

步骤3)，基于改进的泊松分布(IPD)函数生成编码序列的偶数位编码分组；

步骤4)，重复步骤2)-步骤3)，生成编码序列和编码矩阵；

步骤5)，当度数为k/R时，采用RSD进行编码生成的编码分组替换对应位置的编码分组，“邻接”关系替换对应位置的编码矩阵列。

在上述方案中，步骤2)的基于RSD函数生成编码序列的奇数位编码分组，具体包括以下步骤：

步骤2-1)，生成RSD函数表达式

其中

式中，期望度数为1的编码分组数量在译码过程中始终保持为k为输入分组数量，c为正常数，δ为允许的译码失败概率，d为每个编码分组的度数，为理想孤子度分布(Ideal Soliton Distribution,ISD)。

步骤2-2)，编码序列的奇数位编码分组通过以下步骤产生：