[發明專利]一次反饋條件下度漸增的噴泉碼的編碼方法

有效

• 申請號: 201310594878.8
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103716134A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 謝磊;陳惠芳;應挺;王匡
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L1/16
• 分類號: H04L1/16;H04L1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一次反饋條件下度漸增的噴泉碼的編碼方法，其特征在于該方法具體步驟是：

步驟(1)：首先采用伯努利隨機試驗，試驗結果只取0和1，其中取到1的概率為λ；其次以k表示輸入符號的個數，對每一個輸入符號從0到k-1編號；從輸入符號0開始，對于每一個輸入符號，做一次伯努利隨機試驗；若試驗結果為1，則將這個輸入符號直接作為一個碼字發送，且這一個碼字以此輸入符號的序號作為它的序號；若試驗結果為0，則跳過這一輸入符號，而去處理下一個輸入符號；以此類推，依序處理了所有的輸入符號；

步驟(2)：編碼器以標準LT碼的編碼方法對輸入符號開始編碼，具體步驟是：

a.由標準度生成器中隨機產生一個度，s；

b.從k個輸入符號中隨機的選取s個輸入符號；

c.將所有s個輸入符號異或在一起，作為一個碼字，該碼字的編號為k；

d.度生成器不斷隨機產生新的度，重復步驟b和c，生成的碼字從k+1開始編號,直到編碼器接收到譯碼器的反饋信息為止；

步驟(3)：當譯碼器接收到一個碼字，其序號大于等于k時，譯碼器將其接收到的序號小于k的碼字的個數反饋給編碼器，編碼器在接收到該信息之后設計漸增度生成器以取代LT碼的標準度生成器；此后編碼器利用漸增度生成器采用與標準LT碼相同的編碼方法不斷的生成碼字，直到譯碼器反饋譯碼成功的信息為止，碼字的序號按順序繼承自步驟(2)中的碼字；

所述的漸增度生成器具體是：

漸增度生成器的度概率分布基于健壯性的孤子分布，它由兩個分布結合得到：

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)為理想孤子分布，τ(i)為調整孤子分布；k表示輸入符號的個數，i表示度的取值，R為度為1的碼字個數的期望值，其中c為調整系數，1>c>0,δ為允許的譯碼器譯碼失敗的概率；

將以上兩個孤子分布標準化得到健壯性的孤子分布μ(i)：

μ(i)=(ρ(i)+τ(i))/Σi=1k(ρ(i)+τ(i))---(3)]]>

以m表示步驟(3)中譯碼器將其接收到的序號小于k的碼字的個數，譯碼器不斷的接收到碼字，并且譯碼恢復出越來越多的輸入符號，若某一時刻譯碼器已經恢復出的輸入符號個數為n，則在下一個時刻，若譯碼器接受到的碼字的度為d,此碼字不包含任何有效信息的概率P為:

P=Πi=0d-1n-ik-i---(4)]]>

由公式(4)可以看出,隨著譯碼器恢復出的輸入符號個數的增加,后續碼字不包含任何有效信息的概率也越來越高；

為保證碼字的有效性，即降低P的大小,增加每一個碼字的度，在LT碼的標準度生成器的基礎上，對其生成的每一個碼字的度，均加上一個漸增的常數增量α，以此來減少冗余碼字出現的概率；

漸增度生成器具體描述為：

Ⅰ.從LT碼的標準度生成器中產生一個度，s；

Ⅱ.漸增的常數增量α從零開始，在漸增度生成器開始工作之后，每產生ω個碼字，α的值加1；ω和α表示為：

ω=bλk3m2ln(λk2m2),---(5)]]>

公式中b為窗口調整系數，b>0，b越大，ω越大，則α的變化越慢，則出現冗余碼字的概率也相應的越高；相反，ω越小，由于α的快速增加，會導致平均每一個碼字增加的度越大，會使計算復雜度相應的增大；esid表示對應的碼字的序號，從k開始增加；

Ⅲ.從漸增度生成器中得到的度d′，d′＝s+α，d′作為下一個碼字的度。