[发明专利]一种网络层喷泉码与信道联合编码的度分布函数设计方法

摘要

本发明公开了一种网络层喷泉码与信道联合编码的度分布函数设计方法。该方法包括：将信道删除概率和MP联合译码的纠错概率引入EISD度分布函数中，通过删除信道与纠错概率影响函数的表达式和Per‑Pc‑EISD度分布函数的表达式，确定信源发送编码包的度分布函数；引入强鲁棒因子，确定扩展的基于删除信道和纠错概率的Per‑Pc‑ERSD度分布函数；对Per‑Pc‑ERSD度分布函数进行转移，归一化处理，确定网络层喷泉码与物理层信道编码联合编码的度分布函数。本发明在设计Per‑Pc‑ESRSD度分布函数时将编码恢复多个错误数据包的概率和信道删除概率引入度分布函数中，针对网络层采用喷泉码编码、物理层采用信道编码的联合编码方法，有效降低译码开销，提高无线传输的可靠性与速率。

主权项

一种网络层喷泉码与信道联合编码的度分布函数设计方法，其特征在于，包括：根据联合信道编码的MP译码方法，在传统的联合信道编码的度分布函数设计时对ISD进行改进得到一个编码包同时恢复小于等于lmax个错误数据包的联合信道编码的EISD度分布函数；通过公式(1)，确定所述EISD度分布函数；将信道删除概率和MP联合译码的纠错概率引入所述EISD度分布函数中，通过公式(2)，确定Per‑Pc‑EISD度分布函数、删除信道与纠错概率影响函数和所述EISD度分布函数之间关系式；根据删除信道与纠错概率影响函数与编码包相邻错误数据包的个数之间的关系，通过公式(3)，确定所述删除信道与纠错概率影响函数的表达式；将公式(1)和公式(3)带入公式(2)中，通过公式(4)，确定所述Per‑Pc‑EISD度分布函数的表达式；根据所述Per‑Pc‑EISD度分布函数，通过公式(5)，确定信源发送编码包的度分布函数；将加强鲁棒因子引入所述信源发送编码包的度分布函数中，通过公式(6)，确定扩展的基于删除信道和纠错概率的Per‑Pc‑ERSD度分布函数；当接收端正确数据包个数为n≠k时，对Per‑Pc‑ERSD度分布函数进行转移，通过公式(7)，确定扩展转移的Per‑Pc‑ESRSD度分布函数；对所述Per‑Pc‑ESRSD度分布函数进行归一化处理，通过公式(8)，确定网络层喷泉码与物理层信道编码联合编码的度分布函数；将所述Per‑Pc‑EISD度分布函数的表达式代入公式(6)，结合公式(7)和公式(8)，确定所述网络层喷泉码与物理层信道编码联合编码的度分布函数的表达式；所述公式(1)，如下所示：ρEISD(d,l)=(Σl=1lmaxrl)/kd=1,d≤l≤lmax(Σl=2lmaxrl)/(k-1)d=2,d≤l≤lmax......(Σl=dlmaxrl)/(k-(l-1))d=i,d≤l≤lmax......rlmax/(k-(lmax-1))d=lmaxr1d(d-1)+r2d(d-1)+...+rld(d-l)+...+rlmaxd(d-lmax)d=lmax+1,l+2,...k;l=1,2,...,lmax]]>其中，d表示编码的度；k表示编码符号个数；ρEISD(d,l)为EISD度分布函数；rl表示调整系数，且i＝1,2,3,...,l，l＝1,2,...,lmax；lmax表示与编码包相邻最大错误数据包个数；l表示编码包相邻错误数据包的个数；所述公式(2)，如下所示：ρPc‑EISD(d,l,pc(l))f(per,pc(l))＝ρEISD(d,l)其中，表示Per‑Pc‑EISD度分布函数；f(per,pc(l))表示删除信道与纠错概率影响函数，ρEISD(d,l)表示EISD度分布函数，pc(l)表示编码包恢复l个错误数据包的概率；per表示信道删除概率；所述公式(3)，如下所示：f(per,pc(l))=(1-per)+perpc(2)l=1(1-per)pc(l)+perpc(l+1)1<l<lmax(1-per)pc(lmax)l=lmax]]>所述公式(4)，如下所示：ρPc-EISD(d,l,per,pc(1),pc(2),...,pc(lmax))=Σl=1lmaxrlk((1-per)pc(1)+perpc(2))d=1,d≤l≤d+1Σl=2lmaxrl(k-1)((1-per)pc(2)+perpc(3))d=2,d≤l≤d+1......Σl=dlmaxrl(k-(l-1))((1-per)pc(l)+perpc(l+1))d=i,d≤l≤d+1......rlmax(k-(lmax-1))((1-per)pc(lmax))d=lmaxr1d(d-1)((1-per)pc(1)+perpc(2))+r2d(d-lmax)((1-per)pc(2)+perpc(3))+...+rld(d-l)((1-per)pc(l)+perpc(l+1))+...+rlmaxd(d-lmax)((1-per)pc(lmax))d=lmax+1,l+2,...k;l=1,2,...,lmax-1]]>其中，为Per‑Pc‑EISD度分布函数的表达式；所述公式(5)，如下所示：uPer-Pc-EISD(d,l,per,pc(l))=(1-per)ρPc-EISD(d,l,per,pc(1),pc(2),...,pc(lmax))+perρPc-EISD(d,l,per,pc(2),pc(3),...,pc(lmax-1))Σd((1-per)ρPc-EISD(d,l,per,pc(1),pc(2),...,pc(lmax))+perρPc-EISD(d,l,per,pc(2),pc(3),...,pc(lmax-1)))]]>其中，为信源发送编码包的度分布函数；所述公式(6)，如下所示：uPer-Pc-ERSD(d,l,per,pc(l))=ρPer-Pc-EISD(d,l,per,pc(l))+τ(d)z]]>其中，为Per‑Pc‑ERSD度分布函数；τ(d)为加强鲁棒因子；z＝∑d(ρ(d,l,per,pc(l))+τ(d))；所述公式(7)，如下所示：rPer‑Pc‑ESRSD(j,l,per，pc(l))＝uPer‑Pc‑ERSD(k‑n)(d,l,per，pc(l))其中，为Per‑Pc‑ESRSD度分布函数；j表示Per‑Pc‑ESRS编码的度，且1≤d≤k，round表示四舍五入取整，n表示接收端已经接收到正确数据包个数n≠k；为uPer‑Pc‑ERSD(d,l,per，pc(l))中的d取前(k‑n)项时的表达式；所述公式(8)，如下所示：RPer-Pc-ESRSD(j,l,per,pc(l))=rPer-Pc-ESRSD(j,l,per,pc(l))Σj,lrPer-Pc-ESRSD(j,l,per,pc(l)),l≤lmax]]>其中，为网络层喷泉码与物理层信道编码联合编码的度分布函数。