[發(fā)明專利]一種分布式LT碼的編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210115628.7
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102664639A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 張欽宇;焦健;楊志華;魏麗婷;顧術實
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院
• 主分類號: H03M13/23
• 分類號: H03M13/23
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權事務所 44248
• 代理人: 胡吉科;陳本發(fā)

技術領域

本發(fā)明涉及一種分布式LT碼的編碼方法。

背景技術

刪除信道是一種重要的通信信道模型，在這種信道模型下錯誤是通過刪除來描述的。在打包數(shù)據(jù)傳輸中，例如深空通信的科學數(shù)據(jù)傳輸，如果目的節(jié)點沒有接收到相應的數(shù)據(jù)包，這就意味著該包被刪除。為了恢復在文件傳輸中丟失的包，一種前向糾錯碼，即噴泉碼被提出。Luby?Transform(簡稱LT碼)是第一種被實現(xiàn)的噴泉碼，LT碼使用魯棒孤波分布進行編碼。Raptor碼是一種改進的LT碼，它包括預編碼和LT編碼兩個過程。Raptor碼采用預編碼作為第一層編碼，LT編碼作為第二層編碼，從而比LT碼具有更好的譯碼效率。Raptor碼的編碼步驟如下，輸入信息包通過預編碼過程得到中間節(jié)點，然后中間節(jié)點通過LT編碼過程得到編碼包。

在深空探測中，有這樣的場景，目標星探測器有多個，目標星軌道器很少，要進行目標星到地球的通信，就需要由多個目標星探測器向比較少的軌道器發(fā)送信息，再由軌道器把信息發(fā)送到地球。為了保證多個信源通過有限的中繼向目的節(jié)點傳輸包的效率，并提高中繼衛(wèi)星的使用效率，本發(fā)明針對如圖1所示的兩個信源、一個中繼和一個目的節(jié)點的網(wǎng)絡模型進行研究。

LT碼分解為兩個DLT碼的方法主要是通過反卷積分解RSD(RSD，Robust.Soliton?Distribution，魯棒孤波分布)得到DSD(Deconvolution?Robust.Soliton?Distribution，反卷積魯棒孤波分布)，兩信源根據(jù)DSD進行編碼，把所得的編碼分組發(fā)送到中繼，經(jīng)過中繼的選擇傳輸方案，傳輸?shù)侥康墓?jié)點，在目的節(jié)點接收到的編碼分組近似的服從RSD。但構造的DLT碼有大的冗余、編碼復雜度和較大的譯碼失敗概率。文獻中提出了密度進化方法，它是為了在如圖1所示的網(wǎng)絡模型中，找到信源和中繼處的最優(yōu)度分布來進行編碼。在文獻中介紹了(Soliton-like?rateless?coding)類似孤波無碼率編碼，它在Y網(wǎng)絡下使用噴泉碼和網(wǎng)絡編碼兩種編碼方案的結合，但這種方法在中繼的操作復雜度比文獻中的要大很多。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種分布式LT碼的編碼方法，包括以下步驟：

設置信源S₁、信源S₂、中繼r和目的節(jié)點t，信源S₁產(chǎn)生并發(fā)送編碼包X₁，X₁的度為d₁，信源S₂產(chǎn)生并發(fā)送編碼包X₂，X₂的度為d₂，所述編碼包X₁與編碼包X₂使用LT編碼方案根據(jù)反卷積弱魯棒孤波分布進行編碼；

定義信源S₁、信源S₂所發(fā)出的編碼分組為NDLT-2碼；

信源S₁、S₂所發(fā)出的編碼分組經(jīng)中繼r異或操作生成NMLT-2碼并發(fā)送至目的節(jié)點t。

本發(fā)明的進一步改進為，所述d₁、d₂服從相同的度分布。

本發(fā)明的進一步改進為，所述d₁、d₂服從反卷積分解弱魯棒孤波分布。

本發(fā)明的進一步改進為，所述NMLT-2碼的度服從近似的弱魯棒孤波分布。

本發(fā)明的進一步改進為，所述分布式LT碼的編碼方法進一步包括以下步驟：

所述NMLT-2碼近似的服從弱魯棒孤波分布R(·)，將R(·)分解為R1(·)和R2(·)，所述R1(·)為光滑的易反卷積分解的度分布；通過反卷積分解R1(·)，定義函數(shù)且使用和R2(·)去構造新的DLT碼在信源處的度分布。

相較于現(xiàn)有技術，在恢復指定比例原始信息的情況下，傳統(tǒng)分布式LT碼比新的分布式LT碼的譯碼失敗概率大。NDLT碼可以僅恢復一定比例的原始信息，剩下比例的原始信息可以由預編碼過程恢復。仿真結果給出當NDLT恢復超過99％原始信息時，譯碼失敗概率比DLT的略大。但如果NDLT碼在恢復98％以下原始信息時，譯碼失敗概率遠小于DLT碼。因此，針對要恢復的比例，本發(fā)明可以適當?shù)倪x擇預編碼，從而能更有效的恢復出全部原始信息，且NDLT可以應用在一些特定的只要求恢復固定比例原始信息的場景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明分布式LT碼的編碼方法的中繼網(wǎng)絡模型示意圖。