[发明专利]分布式不等差错保护LT码的编码译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式不等差错保护LT码的编码译码方法。

背景技术

随着网络发展越来越快，针对目前通用网络协议TCP/IP中所采用的检错重传策略，当接收端接收到数据包后，要验证数据包是否正确，如果错误则需要传送反馈信息给发送端，发送端接收到这个反馈信息后，将重传错误的数据包，直到接收到正确的数据包，还要继续反馈一个确认信息，因此TCP/IP协议能够保证接收端总是接收到正确的数据包。然而，当信道错误率很高时，会带来严重的问题，需要传递很多反馈信息，造成资源浪费，信道传输率低。可以采用喷泉码编码策略来提供高效可靠的通信。

在深空通信中，由于通信距离大、延时长等特性，不利于实现反馈，所以传统的前向纠错(FEC)和反馈重传(ARQ)不能高效地应用到深空通信中。为了弥补前向纠错和反馈重传策略的缺陷，后来人们提出了前向纠错和反馈重传策略的混合策略(HARQ)，但其同样需要反馈，不能适用于深空通信。

现在分析一种被广泛应用的喷泉码-LT码，LT码是喷泉码的一个可实现特例，由Luby最早提出，LT码不需要反馈重传，发送端发送数据信息包，接收端只要接收到比原始数据信息包数目稍微多一点就可以以较高概率恢复原始信息包，译码开销（定义译码开销为编码数据信息包数目与原始数据信息包数目的比值）较小，对信道的变化自适应能力强。LT码最经典的译码方法就叫做置信传播译码，LT码输出数据信息包都是由原始数据信息包线性组合而成的，所以译码效率非常高，译码复杂度低，使得其可适用于无反馈差错控制深空通信中。

LT码的编码过程为：（1）根据度分布ρ(·)产生随机数i；（2）从k个原始数据包中等概率地随机选择i个数据包；（3）将这i个数据包进行异或，生成编码后的数据包，不断地重复该过程，生成编码分组。其中，理想的孤波度分布ρ(·)为：

ρ(i)=1/k,i=11/(i2-i),2≤i≤k;]]>理想度分布在删除信道中性能不是很理想，鲁棒孤波分布随之被提出。考虑到理想孤波分度为1的概率随之k的变大而变小，为了保证初始度为1的个数和实际删除信道条件提出了鲁棒孤波分布μ(·)，其中σ为译码时收到N个编码数据包的时候允许失败的译码概率N＝β·k，N为以概率1-σ的概率译码成功所需接受到的数据包的数量；S为译码过程中度为1的数据包的数量。c是任意正常数，实际应用中c一般小于1；τ(i)=S/(ik)i=1,···,k/S(Sln(S/σ))/ki=k/S0i=k/S+1,···,k,]]>将ρ(·)加入进τ(·)即可得到：