专利名称：一种基于不等差错保护喷泉码的信道编码传输方法
技术领域：
本发明涉及喷泉码和信道编码方法，属于通信领域。
背景技术：
近几年来，数字喷泉码以其无固定码率，能够适应更多的信道，而且编解码均采用线性运算，运算复杂度较低，作为一种前向纠错码，数字喷泉码无需反馈的特性吸引了越来越多的关注。M. Luby于1998年提出了喷泉码的概念，并于2002年提出了第一种高效现实可行的喷泉码——LT码。其后，Shokrollahi等人针对喷泉码编译码耗时性能进一步改进， 提出了一种新型喷泉码Raptor码。喷泉码被广泛用互联网，无线网，移动网及卫星网上提供进行文件，数据，多媒体传输。原始的喷泉码是均等保护，在某些情况中，例如视频传输中，一部分比较重要，需要加强保护，即添加更多的保护信息，要求信道编码提供不等差错保护功能。现有的具有不等差错保护特性的喷泉码，例如Nazanin Rahnavard提出的基于一种基于LT码的UEP方案和 D. kjdinovic提出的扩展窗喷泉码(EWF，Expanding Window Fountain)。这两种方案能够加强对重要性数据的保护，但是大幅减弱了对次重要性数据的保护。因此需要寻找有一种有效的，可靠的编码方式，用以确保既能够对重要性数据的加强保护，又不减弱次重要性数据的保护，从而用于视频，图像，数据等方面的可靠传输。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有不等差错保护传输特性的信道编码传输方法，本发明既能够对重要性数据的加强保护，同时又不减弱各级次重要性数据的保护，从而保证数据的可靠传输，可以适用所有有线或无线通信环境，可用于所有需要不等差错保护的通信系统。一种基于不等差错保护喷泉码的信道编码传输方法，包括以下几个方面(1)将信源K个数据，按重要性分为r个重要性等级，即Sl，s2, L，Srt, \，其中第i
r
层的数据长度& = · K，a,代表第i层数据占原始信源数据的比重，
权利要求
1. 一种基于不等差错保护喷泉码的信道编码传输方法，包括以下几个方面(1)将信源K个数据，按重要性分为r个重要性等级，即S1, S2, L, Sp其中第i层的r数据长度K = · K，a,代表第i层数据占原始信源数据的比重，ΣΑ =1，i^r)'Z=I(2)对经(1)得到的r层数据的每一层都进行虚拟扩展，设第i层对应扩展因子 RFi,其中 RF1 > RF2LSRFiSLSRFp 得到虚拟扩展层数据s' 1； s' 2, L, s ‘s' ρ其中，第i层虚拟扩展数据长度为k' i = Ic^RFi,第i层虚拟扩展数据比重 Jfi · RFiat · RFi■ n \r—=^；—‘ Σα=1，K^d，虚拟扩展层数据总和足 > k · RF > a · RF i=\^ 1Z-^z=I ζζZ-^z=I ζζZ=I(3)将经(2)得到的虚拟扩展层数据s'1； s' 2，L，s' r_i;s' ρ分别划入r个窗中，即第一个窗W1 = S' i，第二个窗W2 = S' !+S' 2，第i个窗化=i>丨，i e (1，r)，Wi的虚I=I拟总数据为(；I=I(4)对窗Wl，w2，L，Wi，L，Wr分别采用鲁棒孤波度分布Ωω，Q(2),L,Q(i),L, Ωω，根据 r层虚拟扩展层数据占总数据的比重，使用与或树算法，来选择r个窗的选择概率，设第i窗rWi的选择概率Γ\，Σ^=1;i=\(5)选取第土窗Wi的鲁棒孤波度分布Q(i)(k，c，δ)，其中A= 增大到Α = ^>ΓΜ，/=1 /=1其中 i e (Lr)；(6)进行LT编码，索引替换首先随机生成一个数ξ，ξe
，当 Σ二巧<^ZI1yM‘即选择第i个窗，i e (1，r)，由度分布Ω⑴产生度屯，从Wi虚拟数据中随机选择Cli个数据，j代表Wi虚拟数据t & · M中的索引，e |θ，Κ，^>r M -1|，m代l=\L I=IJ表原始的索弓Ne|o，K，!>,-l|，通过下列公式的转换，由j得到索引m，式中，mod为l=\L I=I J取模运算，‘J mod U1J^RF1-U1-I][(j-RF, ^kl) Vnodk2] + ^若 RF1-Ii1S j ^RF1-U1+RF2-k2-I; Km =J - Σ=rfI .ki) mod kt」+k“ +KH 若 Σ=RFrkl^ j< ΣΙ, RFrkl-1；(7)对索引替换得到Cli个数据符号进行异或操作，得到编码码字，重复第6步，直至得到所需的编码码字；(8)将进过信道编码的数据通过有线或无线形式进行传输；(9)设ε为译码开销，接收端接收数据时，在判断接收到的数据数目大于(l+O·Κ 时，对接收到的编码码字，进行置信传播译码。
2.根据权利要求1所述的基于不等差错保护喷泉码的信道编码传输方法，其特征在于，译码开销ε >0.15。
全文摘要
本发明属于通信技术领域，涉及一种基于不等差错保护喷泉码的信道编码传输方法，包括将信源按重要性分为等级；按照扩展因子对各r层数据进行虚拟扩展；将得到的虚拟扩展层数据，分别划入各窗中；对窗数据使用与或树算法进行渐进分析；根据鲁棒孤波度分布进行LT编码和索引替换；得到编码码字；传输；译码。本发明既能够对重要性数据的加强保护，同时又不减弱各级次重要性数据的保护，从而保证数据的可靠传输。
文档编号H04L1/00GK102227103SQ20111017062
公开日2011年10月26日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者侯春萍, 侯永宏, 倪春亚, 刘春源, 李伟, 王丕超, 高志敏 申请人:天津大学