[發(fā)明專利]一種LT碼的譯碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110136345.6
• 申請(qǐng)日: 2011-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN102148665A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林燈生;張芹;肖鳴;李少謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)(信息)傳輸技術(shù)，特別是一種采用LT碼為降低信道傳輸差錯(cuò)率的信道譯碼方法。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)通信中，信號(hào)經(jīng)常會(huì)由于受到噪聲、衰落或其他原因的影響產(chǎn)生錯(cuò)誤，為了確保通信質(zhì)量和效率，必須對(duì)這些錯(cuò)誤進(jìn)行控制和糾正，常見的差錯(cuò)控制技術(shù)主要包括前向糾錯(cuò)(FEC)與反饋重傳(ARQ)等技術(shù)。前向糾錯(cuò)是一種非常有效的方法，常見的前向糾錯(cuò)碼、即信道編碼，有里德-所羅門(Reed-Solomon)碼、卷積碼、turbo碼以及低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)等。前向糾錯(cuò)碼、特別是近期快速發(fā)展的turbo碼與LDPC碼，其特點(diǎn)是單向傳輸、不需反饋，能根據(jù)碼的規(guī)律性自動(dòng)糾正錯(cuò)誤，糾錯(cuò)迅速，糾錯(cuò)能力非常強(qiáng)；但前向糾錯(cuò)碼的編、譯碼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，一般僅用在通信物理層作為幀內(nèi)的比特級(jí)糾錯(cuò)。

由于僅采用前向糾錯(cuò)碼難以保證經(jīng)過(guò)譯碼后幀的正確性，因而一般在通信系統(tǒng)的上層還要采用幀級(jí)別的糾錯(cuò)技術(shù)以進(jìn)一步提高傳輸?shù)目煽啃裕渲凶畛Ｒ姷囊彩亲詈?jiǎn)單的幀級(jí)別糾錯(cuò)技術(shù)就是ARQ技術(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要反饋信道。而近期開發(fā)出的另外一類基于幀級(jí)別的被稱為“無(wú)速率”碼及網(wǎng)絡(luò)編碼的通信技術(shù)；其中，常見的無(wú)速率碼有LT碼、Raptor碼以及二進(jìn)制確定無(wú)速率碼等，此類無(wú)速率碼的特點(diǎn)就是“無(wú)速率”性，當(dāng)使用無(wú)速率碼作為差錯(cuò)控制時(shí)，發(fā)射端不斷地發(fā)送幀級(jí)別的經(jīng)過(guò)編碼后的幀，接收端則對(duì)收到的幀進(jìn)行譯碼，當(dāng)接收端收到足夠多的幀后，就能完全恢復(fù)出原信息幀，然后再反饋一個(gè)終止信號(hào)給發(fā)射端，發(fā)射端就停止繼續(xù)發(fā)送；整個(gè)傳輸過(guò)程，接收端不像ARQ技術(shù)那樣要經(jīng)常反饋信息給發(fā)射端，除了終止信號(hào)，不需要再向發(fā)射端反饋其他的信息，比如信息包的丟包情況。

作為無(wú)速率碼的代表，LT碼是基于偽隨機(jī)方法編碼的，即：事先設(shè)定好一個(gè)概率分布、即度分布，其中的度是指參與一個(gè)編碼幀編碼的原始幀數(shù)目，根據(jù)此分布隨機(jī)的選擇某個(gè)確定數(shù)，然后從所有的原始幀中隨機(jī)選擇此數(shù)目的原始幀，并對(duì)這些幀進(jìn)行異或處理，這樣就得到一個(gè)編碼幀，這些原始幀稱為此編碼幀的校驗(yàn)幀，重復(fù)進(jìn)行，直到得到所有的編碼幀。

在“M.Luby，《LT-codes(LT碼)》in?Proceedings?of?the?43rd?Annual?IEEE?Symposium?on?the?Foundations?of?Computer?Science(STOC)，pp.271-280，2002”文獻(xiàn)中公開了一種LT碼的常規(guī)譯碼方法，其譯碼過(guò)程如下：接收機(jī)將收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)常規(guī)的解調(diào)、解交織處理后，進(jìn)行幀檢測(cè)，將幀檢測(cè)結(jié)果為錯(cuò)誤的編碼幀丟棄掉，而將幀檢測(cè)正確的編碼幀送入譯碼模塊進(jìn)行譯碼處理：對(duì)于度為1即只有一個(gè)原始幀參與編碼的編碼幀，其原始幀的值等于該編碼幀，這樣恢復(fù)出一個(gè)原始幀，接著將該原始幀與有此原始幀參與編碼的編碼幀進(jìn)行異或處理，得到這些編碼幀的更新值，將這些編碼幀的度減1；重復(fù)以上操作直到無(wú)法找到度為1的編碼幀，則譯碼結(jié)束。從上述譯碼過(guò)程可看出，常規(guī)LT碼譯碼方法是針對(duì)幀檢測(cè)正確的編碼幀進(jìn)行譯碼，而將錯(cuò)誤的編碼幀直接丟棄掉。而實(shí)際上，被丟棄的幀中大部分錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)非常少，如果能在接收端通過(guò)有針對(duì)性的技術(shù)處理、即將錯(cuò)誤的具體位置找出并糾正，使其成為正確幀，從而就可有效地提高信道的傳輸能力，包括傳輸?shù)目煽啃砸约皞鬏數(shù)男省Ｒ蚨Ｒ?guī)LT碼譯碼方法存在對(duì)接收到的幀信息利用不足，不能對(duì)錯(cuò)誤幀進(jìn)行糾正，信道傳輸?shù)牟铄e(cuò)率較高、傳輸效率低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在背景技術(shù)上，改進(jìn)設(shè)計(jì)一種LT碼的譯碼方法，以提高信道傳輸中對(duì)錯(cuò)誤幀進(jìn)行糾正的能力，降低信道傳輸差錯(cuò)率，確保系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃裕行嵘到y(tǒng)傳輸?shù)娜萘俊鬏數(shù)男屎屯ㄐ刨|(zhì)量等目的。