[发明专利]一种基于ARM的数字喷泉码的编译码实现方法

说明书

一种基于ARM的数字喷泉码的编译码实现方法，本发明涉及数字喷泉码的编译码实现方法。本发明的目的是为了解决现有数字喷泉码LRLTC算法存在重复选取，译码开销大，迭代次数多，计算复杂的问题。过程为：一、均匀随机生成两个正整数，根据鲁棒孤波分布公式得到sum(j)，在0‑1之间随机选取一个参数，使得sum(j)＜r＜sum(j+1)，则d＝j；二、如果X和d满足1＜X＜K‑1且d≥3，则d重复选取出现的周期长度为T；如果度值d≤T，表示d不会出现重复选取现象；三、将参与编码的每一个原始数据包编号；四、根据d选取已编号的原始数据包进行编码；五、将已编码原始数据包传输至译码模块进行译码，实现编译码。本发明用于信道编码领域。

技术领域

本发明涉及数字喷泉码的编译码实现方法。

背景技术

在这个高度信息化的社会，信息和通信已然是现代社会的命脉：经济的高速发展、社会的日益进步等各领域都离不开通信技术的发展。而判断一个通信系统好坏的主要标准是可靠性和有效性。由此可见，一个好的数字通信系统要求通信过程具有高度的可靠性，即误码率要足够低；然而信号在传输过程中不可避免的会产生一些差错，即出现误码。为了规避或者降低这些差错，随之产生了差错控制(Error Control)技术，以此来保证数字通信系统中数据的可靠传输。

数字喷泉码是一种前向纠错技术。它的基本原理是将原始数据分组，对分组后的数据进行编码传输。每次编码都包含原始数据符号的一部分信息，不断进行传输，直到接收端接收到足够数量的编码包以恢复原始数据。首先，数字喷泉码不需要反馈信道，可以有效避免ARQ技术在删除信道中因反馈带来的传输效率低和时延大的问题；另一方面，数字喷泉码是一种无码率编码，通过产生冗余信息来消除信道对数据传输的影响，信道条件好时产生的冗余信息就少，反之则多，可以有效解决信道时变性带来的影响，弥补了RS码的Tornado码的不足；同时，数字喷泉码的编译码复杂度也很低。可见，数字喷泉码的优势表现在多个方面：

(1)没有反馈。数字喷泉码是前向纠错码，不需要反馈信道。这相对于需要反馈重传的ARQ技术来说，一方面由于无需反馈信道，可以提高信道利用率；另一方面，免去了反馈重传这一环节，从而提高了传输效率，同时还减小了传输时延。

(2)无码率编码。从数字喷泉码的原理我们可以得知，数字喷泉码是一种无码率编码。接收端接收到足够多的编码数据包就可以恢复出原始数据信息，不依靠先验信道假设，规避了信道不稳定性的影响，充分利用了信道条件，逼近信道容量，传输效率高。

(3)编译码复杂度低。数字喷泉码的编码复杂度是一个跟度分布有关的常数，译码复杂度与原始数据信息的分组个数线性相关；可见，数字喷泉码有着较低的编译码复杂度。如此可以较低对发送端和接收端处理能力的要求，降低设备复杂度。

(4)用户自适应性强。在多用户系统中，不同用户的信道状况不同，针对不同用户采用不同的先验信道假设显然不可取。此时数字喷泉码无码率的特性就显现出了明显优势。信道条件差的用户可能需要较长的时间才能恢复原始数据，信道条件良好的用户所需时间就较短。不同用户之间相互独立，互不影响。无需为每个用户单独设置。

(5)此外，数字喷泉码结构也比较灵活；另一方面，由于数字喷泉码编码的随机性，使得喷泉码的重复率低，译码效率高。

但数字喷泉码LRLTC算法存在重复选取，译码开销大，迭代次数多，计算复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有数字喷泉码LRLTC算法存在重复选取，译码开销大，迭代次数多，计算复杂的问题，而提出一种基于ARM的数字喷泉码的编译码实现方法。

一种基于ARM的数字喷泉码的编译码实现方法具体过程为：

步骤一、均匀随机生成两个正整数X、Y，其中X、Y相互独立且满足：1≤X≤K-1，1≤Y≤K-1；

K为原始数据包个数，K取值为正整数；