[发明专利]一次反馈条件下度渐增的喷泉码的编码方法

摘要

本发明涉及一次反馈条件下度渐增的喷泉码的编码方法。由于时延及链路质量因素，目前的重传机制会造成严重的带宽浪费。本发明方法改进标准LT码的编码结构，度的生成采用健壮性的孤子分布，编码器基于接收到的反馈信息不断调整度生成器，在保证编码有效性的前提下，使编译码复杂度得到明显降低。本发明方法首先采用伯努利随机试验，依序处理了所有的输入符号；然后编码器以标准LT码的编码方法对输入符号开始编码；当译码器接收到的码字序号大于等于输入符号的个数时，将其接收到的序号小于的个数反馈给编码器，设计渐增度生成器取代标准度生成器继续编码。本发明方法在保证编码有效性的前提下，极大降低了编译码计算复杂度，表现出良好的性能。

主权项

1.一次反馈条件下度渐增的喷泉码的编码方法，其特征在于该方法具体步骤是：步骤(1)：首先采用伯努利随机试验，试验结果只取0和1，其中取到1的概率为λ；其次以k表示输入符号的个数，对每一个输入符号从0到k-1编号；从输入符号0开始，对于每一个输入符号，做一次伯努利随机试验；若试验结果为1，则将这个输入符号直接作为一个码字发送，且这一个码字以此输入符号的序号作为它的序号；若试验结果为0，则跳过这一输入符号，而去处理下一个输入符号；以此类推，依序处理了所有的输入符号；步骤(2)：编码器以标准LT码的编码方法对输入符号开始编码，具体步骤是：a.由标准度生成器中随机产生一个度，s；b.从k个输入符号中随机的选取s个输入符号；c.将所有s个输入符号异或在一起，作为一个码字，该码字的编号为k；d.度生成器不断随机产生新的度，重复步骤b和c，生成的码字从k+1开始编号,直到编码器接收到译码器的反馈信息为止；步骤(3)：当译码器接收到一个码字，其序号大于等于k时，译码器将其接收到的序号小于k的码字的个数反馈给编码器，编码器在接收到该信息之后设计渐增度生成器以取代LT码的标准度生成器；此后编码器利用渐增度生成器采用与标准LT码相同的编码方法不断的生成码字，直到译码器反馈译码成功的信息为止，码字的序号按顺序继承自步骤(2)中的码字；所述的渐增度生成器具体是：渐增度生成器的度概率分布基于健壮性的孤子分布，它由两个分布结合得到：ρ(i)=1/ki=11/i(i-1)i=1,2,...,k---(1)]]>和τ(i)=R/iki=1,2,...,k/R-1Rln(R/δ)/ki=k/R0i=k/R+1,...,k---(2)]]>公式中ρ(i)为理想孤子分布，τ(i)为调整孤子分布；k表示输入符号的个数，i表示度的取值，R为度为1的码字个数的期望值，其中c为调整系数，1>c>0,δ为允许的译码器译码失败的概率；将以上两个孤子分布标准化得到健壮性的孤子分布μ(i)：μ(i)=(ρ(i)+τ(i))/Σi=1k(ρ(i)+τ(i))---(3)]]>以m表示步骤(3)中译码器将其接收到的序号小于k的码字的个数，译码器不断的接收到码字，并且译码恢复出越来越多的输入符号，若某一时刻译码器已经恢复出的输入符号个数为n，则在下一个时刻，若译码器接受到的码字的度为d,此码字不包含任何有效信息的概率P为:P=Πi=0d-1n-ik-i---(4)]]>由公式(4)可以看出,随着译码器恢复出的输入符号个数的增加,后续码字不包含任何有效信息的概率也越来越高；为保证码字的有效性，即降低P的大小,增加每一个码字的度，在LT码的标准度生成器的基础上，对其生成的每一个码字的度，均加上一个渐增的常数增量α，以此来减少冗余码字出现的概率；渐增度生成器具体描述为：Ⅰ.从LT码的标准度生成器中产生一个度，s；Ⅱ.渐增的常数增量α从零开始，在渐增度生成器开始工作之后，每产生ω个码字，α的值加1；ω和α表示为：ω=bλk3m2ln(λk2m2),---(5)]]>公式中b为窗口调整系数，b>0，b越大，ω越大，则α的变化越慢，则出现冗余码字的概率也相应的越高；相反，ω越小，由于α的快速增加，会导致平均每一个码字增加的度越大，会使计算复杂度相应的增大；esid表示对应的码字的序号，从k开始增加；Ⅲ.从渐增度生成器中得到的度d′，d′＝s+α，d′作为下一个码字的度。