适合于加性白高斯噪声信道的无速率码编译码方法

摘要

本发明公开了一种适合于加性白高斯噪声信道的无速率码编译码方法，包括编码方法和译码方法。其基本技术思想是在LT码的编码器后面再添加一个累加器，以使得二部图中编码节点的度数不再为1，从而解决LT码工作于加性白高斯噪声信道的“差错平台”问题，同时采用了被广泛应用的系统码结构。然后提出了两种易于实现且性能较好的编码器为新增校验节点选择信息节点的方式，一种方式使得信息节点的度数分布近似均匀，一种方式使得信息节点的度数分布在某一速率受限。

主权项

一种适合于加性白高斯噪声信道的无速率码编译码方法，包括编码方法和译码方法，其特征在于编码方法如下，考虑编码发送端要发送m个数据包，每个数据包内由若干数据比特组成，每个数据包内部包括一个循环冗余校验码用于译码器判断译码是否成功，d0，d1，...，dj...，dm‑1分别表示每一个数据包，下标j为数据包的编号，ti表示编码包，其中i为编码包的编号，编码发送端首先将m个数据包发送出去形成系统码的信息比特部分，然后按如下步骤产生编码包ti：1)首先按使信息节点度数近似均匀分布的信息节点选择方式或者是使在某个码率处信息节点度数分布受限的信息节点选择方式产生m维二元域向量{Gji}，m维二元域向量{Gji}中为“1”的元素的个数为ai；2)m维二元域向量{Gji}中的元素Gji的取值为“0”或者“1”，元素Gji为“1”，则它对应的编号为j的数据包将被选中，将这些被选中的数据包按比特作模2加后得到和值si，可以表示为： s i = Σ j = 0 m - 1 d j G ji , i = 0,1,2 . . . 3)由累加器将si与上一个编码包ti‑1按比特作模2和得到新的编码包ti，表示为下式：ti＝ti‑1+si，其中t‑1＝0发送端根据以上规则源源不断的产生编码包直到接收端告知它停止发送；译码方法包括如下步骤：首先接收数据包，m个数据包接收完成后开始译码：1)译码器利用各个包内的循环冗余校验码判断m个数据包是否都正确，如果都正确，转入步骤5)；否则转入步骤2)；2)译码器接收若干编码包；3)由于接收端知道每个编码包ti对应的m维二元域向量{Gji}，所以译码器可以准确的在接收端重构该码的二部图；4)在步骤3)中重构的二部图上运行译码算法，这个译码算法是BP算法或改进的BP算法，然后再次转入操作步骤1)；5)译码结束，接收端通过反馈信道告知发送端停止发送；所述的使信息节点度数近似均匀分布的信息节点选择方式：为新增校验节点Ci选择a个信息节点的步骤如下，其中i为0时从步骤b)开始：a)新增校验节点Ci与上一个编码节点Pi‑1相连，从而与原有的m个信息节点I0，I1，...，Im‑1，(i‑1)个编码节点P0，P1，...，Pi‑1，(i‑1)个校验节点C0，C1，...，Ci‑1构成的二部图相连，需要更新Ci到各个信息节点的距离；b)为新增校验节点Ci选择一个离它距离最大的信息节点与之相连，由于二部图拓扑变化，需要更新新增校验节点Ci到各个信息节点的距离，重复直到a个信息节点选择完成；c)新增校验节点Ci与新增编码节点Pi相连，形成了一张由m个信息节点I0，I1，...，Im‑1，i个编码节点P0，P1，...，Pi，i个校验节点C0，C1，...，Ci构成的新的二部图；步骤2)中选择信息节点时，当距离最远的信息节点不止一个时我们将选择度数最小的一个，若此时度数最小的信息节点仍不止一个时，我们将随机选择其中一个；所述的使在某个码率处信息节点度数分布受限的信息节点选择方式：如果期望信息节点度数分布在码率为R时达到分布λ(x)，编码发送端将预先运用PEG算法生成一张码率为R、信息节点度数分布为λ(x)的二部图，然后为新增校验节点Ci选择信息节点的方法如下：d)当码率大于等于R时，编码器按照预先生成的二部图的连接关系为新增校验节点Ci选择ai个信息节点；e)当码率小于R时，编码器将使用使得信息节点度数近似均匀分布的信息节点选择方式为新增校验节点Ci选择a个信息节点。