一种交替LT码度分布设计方法技术

本发明专利技术公开了一种交替LT码度分布设计方法，该方法包括以下步骤：步骤1)，基于鲁棒孤子分布(RSD)函数生成交替度分布(AD)函数的奇数位和k/R位；步骤2)，基于改进的二进制指数分布(IBED)函数生成交替度分布函数的偶数位且不为k/R位；步骤3)，对交替度分布函数进行归一化。采用该新型度分布进行LT编码，能有效提升LT码的差错控制性能。LT码的差错控制性能。LT码的差错控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种交替LT码度分布设计方法


[0001]本专利技术属于信道编码
，更具体地说，涉及一种交替LT码度分布设计方法。

技术介绍

[0002]Luby变换(Luby Transform,LT)码是一类经典的差错控制码，具有码率不受限、无需反馈重传和编译码复杂度低等特点，可作为信道编码应用于电力线通信、深空通信、认知无线电通信等领域，来提高系统的抗干扰性能和可靠性。
[0003]度分布是实现LT码编译码的关键因素，其中最为经典的是Luby M于2002年正式提出的鲁棒孤子分布(Robust Soliton Distribution,RSD)。尽管RSD在冗余度较小时译码成功率较低，但其度分布函数中τ
k/R
能保证编码过程中所有输入分组参与编码，译码过程中度数为1的编码分组数量几乎保持为一个定值，只要其不出现大波动，则保证译码过程能持续到最后，从而能译出所有的原始数据。
[0004]相比RSD，2017年提出的改进的二进制指数分布(Improved Binary Exponential Distribution,IBED)由于译码初始阶段能够产生足够多的度数为1的编码分组来降低译码失败发生的概率，从而初始译码成功率可高达90％以上。但随着译码开销增大，译码后期阶段可能由于度数为1的编码分组数量逐渐减小甚至消失而导致译码中断，反而译码性能弱于RSD。
[0005]因此，直接将两者应用于LT码作为信道编码的电力线通信、深空通信、认知无线电通信等系统，均难以提供较好的差错控制性能，无法满足系统的抗干扰性能和可靠性需求。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种交替LT码度分布(Alternate Distribution,AD)设计方法，利用IBED在冗余度较小时译码成功率高和RSD在冗余度增大后的译码性能表现更好的特点，通过将两者进行有机结合生成新型度分布，能有效提高通信可靠性。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种交替LT码度分布设计方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1)，基于RSD函数生成AD函数的奇数位和k/R位；
[0010]步骤2)，基于IBED函数生成AD函数的偶数位且不为k/R位；
[0011]步骤3)，对AD函数进行归一化。
[0012]在上述方案中，步骤1)的基于RSD函数生成AD函数的奇数位和k/R位，具体包括以下步骤：
[0013]步骤1
‑
1)，生成RSD函数表达式
[0014][0015]其中
[0016][0017][0018]式中，期望度数为1的编码分组数量在译码过程中始终保持为k为输入分组数量，c为正常数，δ为允许的译码失败概率，d为每个编码分组的度数，为理想孤子度分布(Ideal Soliton Distribution,ISD)。
[0019]步骤1
‑
2)，提取RSD函数的奇数位和k/R位，作为AD函数的奇数位和k/R位。表达式如下：
[0020][0021]在上述方案中，步骤2)的基于IBED函数生成AD函数的偶数位，具体包括以下步骤：
[0022]步骤2
‑
1)，生成IBED函数表达
[0023][0024]其中，
[0025][0026]式中，d为每个编码分组的度数，k为输入分组数量。
[0027]步骤2
‑
2)，提取IBED函数的偶数位且不为k/R位，作为AD函数的偶数位。表达式如下：
[0028][0029]在上述方案中，步骤3)的对AD函数进行归一化，表达式如下：
[0030][0031]本专利技术与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0032]本专利技术利用IBED在冗余度较小时译码成功率高和RSD在冗余度增大后的译码性能表现更好的特点，通过将两者进行有机结合生成交替LT码度分布。采用该新型度分布进行LT编码，能有效提高LT码差错控制性能。
附图说明
[0033]图1为本专利技术提供的一种交替LT码度分布设计方法的原理图。
[0034]图2是k＝1000,c＝0.09,δ＝0.25时，本专利技术、RSD度分布和IBED度分布的性能比较。
具体实施方式
[0035]下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。
[0036]参阅图1，本专利技术提供了一种交替LT码度分布设计方法，包括以下步骤：
[0037]步骤1)，生成RSD函数表达式
[0038][0039]其中
[0040][0041][0042]式中，期望度数为1的编码分组数量在译码过程中始终保持为k为输入分组数量，c为正常数，δ为允许的译码失败概率，d为每个编码分组的度数，为理想孤子度分布(ISD)。
[0043]步骤2)，提取RSD函数的奇数位和k/R位，作为AD函数的奇数位和k/R位。表达式如下：
[0044][0045]步骤3)，生成IBED函数表达
[0046][0047]其中，
[0048][0049]式中，d为每个编码分组的度数，k为输入分组数量。
[0050]步骤4)，提取IBED函数的偶数位，作为AD函数的偶数位。表达式如下：
[0051][0052]步骤5)，对AD函数进行归一化，表达式如下：
[0053][0054]具体的，在本专利技术中，k＝1000,c＝0.09,δ＝0.25，采用AD度分布进行1000次LT编译码。以此为例进行说明，
[0055]步骤1)，生成度分布，包括以下步骤：
[0056]步骤1
‑
1)，生成RSD函数表达式
[0057][0058]其中
[0059][0060][0061]式中，期望度数为1的编码分组数量在译码过程中始终保持为k为输入分组数量，c为正常数，δ为允许的译码失败概率，d为每个编码分组的度数，为理想孤子度分布(ISD)。
[0062]步骤1
‑
2)，提取RSD函数的奇数位和k/R位，作为AD函数的奇数位和k/R位。表达式
如下：
[0063][0064]步骤1
‑
3)，生成IBED函数表达
[0065][0066]其中，
[0067][0068]式中，d为每个编码分组的度数，k为输入分组数量。
[0069]步骤1
‑
4)，提取IBED函数的偶数位，作为AD函数的偶数位。表达式如下：
[0070][0071]步骤1
‑
5)，对AD函数进行归一化，表达式如下：
[0072][0073]步骤2)，将原始数据均分为k个输入分组，每个编码分组通过以下步骤产生：
[0074]步骤2
‑
1)，从度分布中随机选取编码分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交替LT码度分布设计方法，其特征在于，包括步骤：步骤1)，基于鲁棒孤子分布(RSD)函数生成交替度分布(AD)函数的奇数位和k/R位；步骤2)，基于改进的二进制指数分布(IBED)函数生成AD函数的偶数位且不为k/R位；步骤3)，对AD函数进行归一化。2.根据权利要求1所述的交替LT码度分布设计方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括以下步骤：步骤1
‑
1)，生成RSD函数表达式其中d为每个编码分组的度数。步骤1
‑
2)，提取RSD函数的奇数...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚渭箐，徐杰，陈敬佳，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：