[发明专利]一种LT码的译码方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域中的数据(信息)传输技术，特别是一种采用LT码为降低信道传输差错率的信道译码方法。

背景技术

在数据通信中，信号经常会由于受到噪声、衰落或其他原因的影响产生错误，为了确保通信质量和效率，必须对这些错误进行控制和纠正，常见的差错控制技术主要包括前向纠错(FEC)与反馈重传(ARQ)等技术。前向纠错是一种非常有效的方法，常见的前向纠错码、即信道编码，有里德-所罗门(Reed-Solomon)码、卷积码、turbo码以及低密度奇偶校验码(LDPC)等。前向纠错码、特别是近期快速发展的turbo码与LDPC码，其特点是单向传输、不需反馈，能根据码的规律性自动纠正错误，纠错迅速，纠错能力非常强；但前向纠错码的编、译码结构复杂，效率低，一般仅用在通信物理层作为帧内的比特级纠错。

由于仅采用前向纠错码难以保证经过译码后帧的正确性，因而一般在通信系统的上层还要采用帧级别的纠错技术以进一步提高传输的可靠性，而其中最常见的也是最简单的帧级别纠错技术就是ARQ技术。该技术的特点是结构简单，但需要反馈信道。而近期开发出的另外一类基于帧级别的被称为“无速率”码及网络编码的通信技术；其中，常见的无速率码有LT码、Raptor码以及二进制确定无速率码等，此类无速率码的特点就是“无速率”性，当使用无速率码作为差错控制时，发射端不断地发送帧级别的经过编码后的帧，接收端则对收到的帧进行译码，当接收端收到足够多的帧后，就能完全恢复出原信息帧，然后再反馈一个终止信号给发射端，发射端就停止继续发送；整个传输过程，接收端不像ARQ技术那样要经常反馈信息给发射端，除了终止信号，不需要再向发射端反馈其他的信息，比如信息包的丢包情况。

作为无速率码的代表，LT码是基于伪随机方法编码的，即：事先设定好一个概率分布、即度分布，其中的度是指参与一个编码帧编码的原始帧数目，根据此分布随机的选择某个确定数，然后从所有的原始帧中随机选择此数目的原始帧，并对这些帧进行异或处理，这样就得到一个编码帧，这些原始帧称为此编码帧的校验帧，重复进行，直到得到所有的编码帧。

在“M.Luby，《LT-codes(LT码)》in Proceedings of the 43rd Annual IEEE Symposium on the Foundations of Computer Science(STOC)，pp.271-280，2002”文献中公开了一种LT码的常规译码方法，其译码过程如下：接收机将收到的信号经过常规的解调、解交织处理后，进行帧检测，将帧检测结果为错误的编码帧丢弃掉，而将帧检测正确的编码帧送入译码模块进行译码处理：对于度为1即只有一个原始帧参与编码的编码帧，其原始帧的值等于该编码帧，这样恢复出一个原始帧，接着将该原始帧与有此原始帧参与编码的编码帧进行异或处理，得到这些编码帧的更新值，将这些编码帧的度减1；重复以上操作直到无法找到度为1的编码帧，则译码结束。从上述译码过程可看出，常规LT码译码方法是针对帧检测正确的编码帧进行译码，而将错误的编码帧直接丢弃掉。而实际上，被丢弃的帧中大部分错误帧错误的比特数非常少，如果能在接收端通过有针对性的技术处理、即将错误的具体位置找出并纠正，使其成为正确帧，从而就可有效地提高信道的传输能力，包括传输的可靠性以及传输的效率。因而，常规LT码译码方法存在对接收到的帧信息利用不足，不能对错误帧进行纠正，信道传输的差错率较高、传输效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的是在背景技术上，改进设计一种LT码的译码方法，以提高信道传输中对错误帧进行纠正的能力，降低信道传输差错率，确保系统传输的可靠性，有效提升系统传输的容量、传输的效率和通信质量等目的。