[發明專利]一種度分布隨機數序列的同步重現控制方法及系統

有效

• 申請號: 201310424229.3
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103457704A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 敖珺;盧亞軍;馬春波;敖發良
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

技術領域

本發明涉及通信信道編碼技術領域，具體涉及一種度分布隨機數序列的同步重現控制方法及系統。

背景技術

近年來，LDPC碼和噴泉碼技術在深空通信、光纖通信、衛星數字視頻、數字水印、磁/光/全息存儲、移動和固定無線通信、電纜調制/解調器和數字用戶線(DSL)中得到廣泛應用。如802.11a、802.11n、802.3an、802.16e、DVB-S2等標準都采用了LDPC碼。LDPC碼已成為3G甚至4G通信系統中編碼方案的首選。噴泉碼技術是針對大規模數據分發和可靠廣播的應用特點而提出的一種理想的解決方案。近年來，隨著數字噴泉碼在學術理論日漸完善的同時，也日益受到產業界的關注，獲得了越來越多的應用。如Digital?Fountain公司設計的系統Raptor碼已經被DVB-H標準和3GPP組織的多媒體廣播和多播業務(MBMS)標準采用，該公司的Digital?Fountain?Raptor?FEC技術將成為3GPP流式文件下載服務的MBMS標準的一部分。

度分布函數是LDPC碼和噴泉碼在工程實現中極為重要的一部分，這是因為現有標準中采用的LDPC碼和噴泉碼的度分布矩陣都很龐大。如DVB-S2標準中LDPC碼的碼字長度為16200bit，其對應的一種度分布生成矩陣的大小為：16200比特/列，10800比特/行；GB20600標準中采用的LDPC碼的生成矩陣為：7493比特/列，3048比特/行。而噴泉碼，其發射端的度分布矩陣的大小是不確定的，一般情況下可以達到是數據幀長度的幾十倍甚至幾百倍，因此，將如此大的度分布矩陣通過信道進行實時傳輸會浪費巨大信道資源。

發明內容

本發明針對LDPC碼和噴泉碼等信道編碼中度分布隨機數序列在通信傳輸中耗費資源的問題，提供一種度分布隨機數序列的同步重現控制方法及系統。

本發明的有益效果：

（1）相比于傳輸巨大的（幾十個比特甚至上千比特）度分布隨機數序列，本發明僅需發送幾個比特的隨機數種子，節省了巨大的信道資源，提高了信息的傳輸效率。

（2）相比于在某些工程應用中，收發雙端分別需要存儲巨大的碼字生成矩陣和校驗矩陣相比，本發明專利僅發送幾個比特的隨機數種子，接收端僅需要根據收發雙端默認的隨機數生成函數和度分布函數，就可同步重現發射端的隨機數序列，有效提高系統的存儲效率。

（3）本發明可以應用于所有需要較大隨機數分布矩陣的編碼方式中。

本發明的技術方案：

1.一種度分布隨機數序列的同步重現控制方法,包括：

根據度分布函數以及編碼需求，產生初始隨機數種子；

采用線性反饋移位寄存器根據度分布函數及初始隨機數種子生成服從均勻分布的隨機數序列；

根據度分布函數、隨機數種子及信息分組長度得到度分布隨機數序列和編碼后的信息分組序列；

發射端發送初始隨機數種子和編碼后的信息分組序列；

接收端根據接收到的隨機數種子，采用與發射端相同的度分布函數和線性反饋移位寄存器，重現度分布隨機數序列；

根據重現的度分布隨機數序列和接收到的信息分組序列完成譯碼。

2.一種度分布隨機數序列的同步重現控制系統，包括：

根據度分布函數以及編碼需求，產生初始隨機數種子的裝置；

采用線性反饋移位寄存器根據度分布函數及初始隨機數種子生成服從均勻分布的隨機數序列的裝置；

根據度分布函數、隨機數種子及信息分組長度得到度分布隨機數序列和編碼后的信息分組序列的裝置；

在發射端發送初始隨機數種子和編碼后的信息分組序列的裝置；

在接收端根據接收到的隨機數種子，采用與發射端相同的度分布函數和線性反饋移位寄存器，重現度分布隨機數序列的裝置；

根據重現的度分布隨機數序列和接收到的編碼后的信息分組序列完成譯碼的裝置。

具體實施方式

實施例1：

采用線性反饋移位寄存器，并采用Mersenne?Twister?MT19937算法或Mersenne?Twister?MT19937-64算法。

以0～（2³²-1）中任一整數為初始隨機數種子，產生周期長度為(2³²-1)的均勻分布隨機數。

設定初始隨機數種子及度分布函數，在此采用魯棒弧波度分布函數，得到度分布隨機數序列。

利用生成的度分布隨機數序列，產生一個數值d（d是大于0的整數），作為當前編碼的度。