[发明专利]高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化方法

说明书

本发明公开了一种高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化方法，包括以下步骤：1)发送端将待发送数据分成K个信息包；2)根据K值计算优化后的度分布，并以此生成当前的编码度值d；3)根据当前的编码度值d，选择d个信息包进行异或运算，以生成编码包，然后发送所述编码包；4)接收端接收到所述编码包，再进行译码，完成高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化，该方法能够有效提高短码下的喷泉码译码性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化方法。

背景技术

从过去的1G到5G，到如今的5G向6G的发展过程中，无线传输以及互联网技术已经深入我们日常生活的方方面面，人类信息社会发生着日新月异的变化。人们的需求也呈现出高端化、实时化，多样化。同时，这些需求具有数据密集，时延敏感等特性，在保证传输质量的前提下，实现高效和低延时传输的业务需求不断提升。研究人员对此常采用两种技术进行可靠性的保证：自动请求重传和前向纠错。自动请求重是以牺牲传输速率和时延作为代价换取传输的可靠性，同时存在可能引起反馈风暴的特点，不适合用于在高时延要求下的流媒体数据传输场景。喷泉码作为一种前向纠错码，有着无码率、无需反馈等特点，适用于无线传输信道。然而传统的喷泉码鲁棒孤波分布，在长码长(10³以上)虽然拥有着良好的译码性能，但需要较长的译码时间，使得其难以满足传输时延的要求。在短码长(10²以下)的情况下，由于总体编码包的数量较少，使得随机度值的选取与理论相比，相差较大，使得其译码性能差。

常用的度分布有：

1)理想孤波分布

理想孤波分布是一种理想状态下的分布，即为假定在译码的过程中，每一次的译码迭代过程总能够找到一个度为1的编码包，将其送入译码器进行译码后，剩余的编码包中仍能够找到一个度为1的编码包，以此依次迭代，直至解出全部的信息包。如果信息包数量K的情况下，理论上只需要平均K个编码包便能够完成译码工作。理想孤波分布如下：

2)鲁棒孤波分布

改进的度分布称为鲁棒孤波分布，在理想孤波分布中增加了两个参数c和δ，其中参数c为常数，δ为译码失败的概率；它们的引进将保证在每一次解码循环中度为1的编码包的数目而不是1个。参数c在验证Luby的主要理论的正确性时取常量1，在实际运用中可以看成一个自由变量。定义这样一个函数：

将理想度概率分布ρ(d)与τ(d)相加，然后进行归一化，得到鲁棒孤波分布：

其中，Z＝∑_dρ(d)+τ(d)。

在鲁棒孤波分布中，由于度值为1的概率低，因此在短码长下，有可能不出现度值为1的编码包并导致译码的失败。因而需要增加冗余，使得译码效率下降。针对该问题，提出一种短码长喷泉码的度分布优化方法，以改进短码长下的喷泉码译码性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化方法，该方法能够有效提高短码下的喷泉码译码性能。

为达到上述目的，本发明所述的高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化方法包括以下步骤：

1)发送端将待发送数据分成K个信息包；

2)根据K值计算优化后的度分布，并以此生成当前的编码度值d；

3)根据当前的编码度值d，选择d个信息包进行异或运算，以生成编码包，然后发送所述编码包，编码包冗余数量为N；

4)接收端接收到所述编码包，再进行译码，完成高速无线端到端传输的短码长喷泉码的度分布优化。