專利名稱：適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴泉碼，具體地，涉及適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法。
背景技術(shù)：
噴泉碼是一類無(wú)碼率碼(Rateless Codes),它可以從給定的源符號(hào)(Source Symbols)集中產(chǎn)生無(wú)限多個(gè)編碼符號(hào)(Ecoding Symbol),并且源符號(hào)可以從任意編碼符號(hào)子集中恢復(fù)出來(lái)，只要這個(gè)子集具有和源符號(hào)集有相同的大小。假如，在編碼端有U = [U1, U2,, uK]需要傳輸，通過(guò)噴泉碼編碼產(chǎn)生C= [C1, C2, , cN]并發(fā)送到信道中，使得只要接收端從信道中獲取C = [C1, C2,, cN]的任意大小為K的子集就能能夠成功解碼。
2005年，Luby等人提出LT(Luby Transform)碼，其性能上逼近噴泉碼。采用這種編碼方式，接收端只需要從信道種抓獲取N’個(gè)編碼符號(hào)，其中N'稍微大于K，就可以使得接收端以極大的概率Psu_ss成功解碼。
運(yùn)用LT碼的無(wú)線廣播系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)越性。在廣播過(guò)程中，基站源源不斷地編碼產(chǎn)生編碼符號(hào)，并將通過(guò)無(wú)線信道廣播。當(dāng)C = [C1, C2, , CN]足夠大，保證每個(gè)接收端都能接收到稍微大于K個(gè)編碼符號(hào)，那么就可以保證每個(gè)接收端以極大的概率PslKxess成功解碼U=Iiu1, u2, . . .，uK]。這種廣播機(jī)制避免了自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Automatic Repeat-reQuest, ARQ)的使用，因而不需要反饋信道,提高了頻譜利用率。并且，LT碼可以通過(guò)調(diào)整編碼符號(hào)集的大小N來(lái)適應(yīng)用戶信道質(zhì)量的不同。
現(xiàn)有技術(shù)中公開的相關(guān)技術(shù)方案有
現(xiàn)有技術(shù)1:2005年Hrvoje Jenkac等提出一種適用于無(wú)線廣播傳輸系統(tǒng)的LT碼譯碼方法，提供無(wú)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù) 廣播服務(wù)。其原理模型如圖1所示。
在該廣播系統(tǒng)中，有Iv發(fā)送端和多個(gè)接收端。在發(fā)送端中，彳目息[U1, U2, ...，uK,] 首先通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Checks, CRC)模塊加上冗余比特變成U_ C= [U1, u2, , uK]。隨后，對(duì)U_c進(jìn)行LT碼編碼輸出為C，C為具有任意長(zhǎng)度的比特流。將 C切割成多個(gè)固定長(zhǎng)度的S。S進(jìn)入卷積碼信道編碼模塊，再次加入冗余信息輸出X。X經(jīng)過(guò)調(diào)制后通過(guò)無(wú)線信道廣播到多個(gè)接收端。
當(dāng)接收端正確接收足夠多的分組后，接收端的噴泉碼解碼模塊用信息迭代 (MessagePassing)算法進(jìn)行解碼。當(dāng)解碼出來(lái)的信息通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)時(shí)，則譯碼成功并結(jié)束譯碼過(guò)程。
其中需要注意的是，在接收端經(jīng)過(guò)卷積碼信道解碼模塊后仍然有殘余錯(cuò)誤的分組 X’，這些分組被丟棄并認(rèn)為在信道中“擦除”。
該現(xiàn)有技術(shù)I提供的譯碼算法具有比較明顯的缺點(diǎn)在接收端經(jīng)過(guò)卷積碼信道解碼模塊后仍然有殘余錯(cuò)誤的分組X’會(huì)被丟棄。當(dāng)無(wú)線信道的狀況較差時(shí)，將會(huì)有大量的分組受到嚴(yán)重的噪聲干擾，從而未能通過(guò)信道解碼模塊而被丟棄，從而造成了資源的浪費(fèi)。
現(xiàn)有技術(shù)2 :為了提聞LT碼的傳輸效率，Hrvoje Jenkac等提出基于和積 (Sum-Product, SP)軟解的LT譯碼算法,其原理模型如圖2所示。
在該技術(shù)方案下，發(fā)射端的編碼和調(diào)制過(guò)程和現(xiàn)有技術(shù)I中一致。在接收端，經(jīng)過(guò)解調(diào)制模塊后得到每個(gè)調(diào)制符號(hào)的LLR值(log likelihood ratio, LLR)，并將其輸入到卷積碼解碼模塊中進(jìn)行解碼，輸出LLR’。這些值通過(guò)組合模塊進(jìn)行收集。當(dāng)接收端接收到足夠多的LLR’之后，則進(jìn)行LT碼的和積軟解碼。當(dāng)LT碼和積軟解碼模塊輸出的比特流通過(guò) CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為解碼成功，并停止解碼；否則繼續(xù)從無(wú)線信道中接收更多的調(diào)制符號(hào)，再進(jìn)行解碼嘗試，直到解碼成功為止。
該現(xiàn)有技術(shù)2中LT和積軟解碼算法本質(zhì)上是一種最大似然概率迭代算法，雖然相對(duì)于技術(shù)一提高了傳輸效率，具有非常高的復(fù)雜度。
綜上所述，現(xiàn)有的LT碼解碼算法主要有兩種，現(xiàn)有技術(shù)I中的基于擦除信道模型的信息迭代算法，有較低的復(fù)雜度，但是傳輸效率較低；現(xiàn)有技術(shù)2中的和積軟解碼算法， 有較高的傳輸效率，但是復(fù)雜度高。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種新型適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，在保證提高頻譜利用率的同時(shí)，有效低降低接收端的譯碼復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，包括如下步驟
步驟1:在接收端，用于對(duì)信號(hào)譯碼，并將譯碼后的 信號(hào)分類為有殘余錯(cuò)誤的分組和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組；
步驟2 :對(duì)于所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為O的軟信息(LLR)值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)(比如負(fù)無(wú)窮)，并將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)作為具有確定信息的編碼符號(hào)，從而使這些具有確定信息的編碼符號(hào)在隨后的解碼過(guò)程起到糾正錯(cuò)誤信息的作用；對(duì)于所述有殘余錯(cuò)誤的分組，也將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)參與到噴泉碼的譯碼過(guò)程；因?yàn)闆](méi)有丟棄有殘余錯(cuò)誤的分組，本發(fā)明的譯碼算法具有較高的頻譜效率。
步驟3 :利用噴泉碼的譯碼器通過(guò)所述具有確定信息的編碼符號(hào)的硬迭代嘗試解碼全部的源符號(hào)集(這種迭代具有較小的復(fù)雜度，我們稱之為硬解碼階段)，在迭代的同時(shí)在比特域和軟信息域更新噴泉編碼的二部圖；如果在硬解碼階段全部的源符號(hào)都成功解碼，那么停止整個(gè)解碼過(guò)程；否則，基于更新噴泉編碼二部圖進(jìn)行和積軟解碼，以解碼整個(gè)源符號(hào)集。因此，本發(fā)明有較低的譯碼復(fù)雜度。
優(yōu)選地，在所述步驟2中，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為O的軟信息值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)(比如負(fù)無(wú)窮)。
優(yōu)選地,所述噴泉編碼為L(zhǎng)T碼、或者Raptor碼。
優(yōu)選地，所述步驟3中，從軟信息確定并且度為I的編碼符號(hào)開始，進(jìn)行硬解碼階段的解碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼系統(tǒng)， 包括如下裝置
信道解碼模塊，用于將從無(wú)線信道中接收到信號(hào)進(jìn)行將經(jīng)過(guò)解調(diào)和譯碼器處理后的信號(hào)的分組分類為有殘余錯(cuò)誤的分組和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，其中對(duì)于所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為O的軟信息值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)(比如負(fù)無(wú)窮)，并將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)作為具有確定信息的編碼符號(hào)，從而使這些具有確定信息的編碼符號(hào)在隨后的解碼過(guò)程起到糾正錯(cuò)誤信息的作用；對(duì)于所述有殘余錯(cuò)誤的分組，也將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)參與到噴泉碼的譯碼過(guò)
組合模塊，用于將所述有殘余錯(cuò)誤的分組的軟信息值和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的軟信息值進(jìn)行收集；
噴泉碼解碼模塊，用于在接收到足夠多的軟信息值之后進(jìn)行噴泉碼譯碼；若噴泉碼解碼模塊輸出的比特流通過(guò)CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為解碼成功，并停止解碼；否則繼續(xù)從無(wú)線信道中接收更多的調(diào)制符號(hào)，再進(jìn)行解碼嘗試，直到解碼成功為止，其中通過(guò)所述具有確定信息的編碼符號(hào)的硬迭代嘗試解碼全部的源符號(hào)集，在迭代的同時(shí)在比特域和軟信息域更新噴泉編碼的二部圖。
優(yōu)選地，所述信道解碼模塊，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為O的軟信息值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)(比如負(fù)無(wú)窮)。
優(yōu)選地,所述噴泉編碼為L(zhǎng)T碼、或者Raptor碼。
優(yōu)選地，所述噴泉碼解碼模塊，從軟信息確定并且度為I的編碼符號(hào)開始，進(jìn)行硬解碼階段的解碼。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明因?yàn)闆](méi)有丟棄有殘余錯(cuò)誤的分組，因此本發(fā)明的譯碼算法具有較高的頻譜效率，并且本發(fā)明的迭代具有較小的復(fù)雜度，因此，本發(fā)明還具有有較低的譯碼復(fù)雜度的特點(diǎn)。


通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯
模型；
型；
圖1為基于現(xiàn)有技術(shù)I的LT信息迭代(Message Passing)解碼算法的無(wú)線廣播圖2為基于現(xiàn)有技術(shù)2的LT和積(Sum-Product，SP)軟解碼算法的無(wú)線廣播模圖3為基于本發(fā)明的無(wú)線廣播系統(tǒng)；圖4為本發(fā)明新型LT解碼算法二部圖；圖5為應(yīng)用本發(fā)明的LT解碼算法解碼更新后的二部圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明提供的第一實(shí)施例；圖7為依照所述第一實(shí)施例基于AWGN信道的性能對(duì)比圖；圖8為依照所述第一實(shí)施例基于AWGN信道實(shí)的LT解碼復(fù)雜度對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如下為本發(fā)明中部分技術(shù)屬于的中英文對(duì)照
AffGN Additive White Gaussian Noise 加性白高斯噪聲
ARQ Automatic Repeat-reQuest 自動(dòng)重傳請(qǐng)求
CRC Cyclic Redundancy Checks 循環(huán)冗余校驗(yàn)
LDPC Low Density Parity Check Codes 低密度奇偶校驗(yàn)碼
LT Code s Luby Trans form Code s LT 碼
LLR Log Likelihood Ratio 對(duì)數(shù)域的似然比
QPSK Quadrature Phase Shift Keying 四相移鍵控
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法的具體步驟和特征作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖3示出基于本發(fā)明的無(wú)線廣播系統(tǒng)，在這個(gè)廣播系統(tǒng)中，有一個(gè)發(fā)送端和多個(gè)接收端。在發(fā)送端中，信息[U1, U2,, Uk.]首先通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic RedundancyChecks, CRC)模塊加上冗余比特變成ILc=Iiu1, U2, , uK]。隨后,對(duì)U_c進(jìn)行噴泉碼編碼輸出為C，C為具有任意長(zhǎng)度的比特流。將C切割成多個(gè)固定長(zhǎng)度的分組S。S進(jìn)入信道編碼模塊，再次加入冗余信息輸出分組X。X經(jīng)過(guò)調(diào)制后通過(guò)無(wú)線信道廣播方式 傳輸?shù)蕉鄠€(gè)接收端。
經(jīng)過(guò)解調(diào)制得到每個(gè)調(diào)制符號(hào)的LLR值，并將其輸入到信道解碼模塊中進(jìn)行信道解碼。經(jīng)過(guò)信道譯碼后，接收端進(jìn)行以下操作
如果一個(gè)分組通過(guò)信道解碼后無(wú)殘余錯(cuò)誤，那么我們將這個(gè)分組的對(duì)應(yīng)比特為O 的LLR值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，對(duì)應(yīng)比特為I的LLR值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù) (比如負(fù)無(wú)窮)，這些分組被視為無(wú)殘余錯(cuò)誤并具有確定的LLR值；
如果經(jīng)過(guò)信道解碼模塊后分組仍然具有殘余錯(cuò)誤，那么這個(gè)分組的LLR值被認(rèn)為是不確定的。但是，無(wú)論分組在經(jīng)過(guò)信道解碼模塊后是否具有殘余錯(cuò)誤，它們的LLR值都通過(guò)組合模塊進(jìn)行收集。當(dāng)接收端接收到足夠多的LLR值之后，則進(jìn)行噴泉碼譯碼。當(dāng)噴泉碼解碼模塊輸出的比特流通過(guò)CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為解碼成功，并停止解碼；否則繼續(xù)從無(wú)線信道中接收更多的調(diào)制符號(hào)，再進(jìn)行解碼嘗試，直到解碼成功為止。
其中，本發(fā)明的噴泉碼譯碼過(guò)程為
以下以一個(gè)代表性的例子介紹本發(fā)明的噴泉碼譯碼算法。如圖4所示，接收機(jī)從無(wú)線信道中一共接收到N個(gè)分組，其中的i個(gè)分組通過(guò)信道解碼模塊后無(wú)殘余錯(cuò)誤，它們的LLR值被確定為正負(fù)無(wú)窮；其余的N-1個(gè)分組通過(guò)信道解碼模塊后仍然具有殘余錯(cuò)誤，其 LLR值為不確定的。(注為了闡述方便和原理圖的簡(jiǎn)明，圖中只畫出編碼符號(hào)一部分的邊， 剩余的用虛線表示)
在LLR確定的分組中，我們發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)Cu的度為1，那么U1的值即為Clil的值，這樣我們首先可以將U1的值解出來(lái)，并將連到U1的邊刪除，同時(shí)在比特域更新二部圖。
U1 = c1；1,
Cl，M’ = c1；1+c1；M,
Ciu ’ = cia+cNa.
同時(shí)，可以在等價(jià)的LLR域來(lái)更新二部圖?！? , LUUc, ') , UMci,] , LLRic,)
tanh(-:-) = tanh-x tanh-2 2 2IJMc.,.,')1.1.RU:., ；) LIMcs i ')
tanh(——-^) = tanh ——^ x tanh ——2 2 2
經(jīng)過(guò)更新后的二部圖如圖5所示。
在圖5中，我們發(fā)現(xiàn)Cl，M’具有確定的LLR值，并且度為I。所以，我們對(duì)C1,M’重復(fù)和Clil 一樣的解碼過(guò)程，我們稱以上過(guò)程為新型解碼算法中的硬解碼階段。可以發(fā)現(xiàn)二部圖在硬解碼過(guò)程中不斷地簡(jiǎn)化。我們不斷重復(fù)以上硬解碼階段的解碼過(guò)程，直到在接收到的分組中不存在具有確定的LLR值，并且度為I的節(jié)點(diǎn)。
在經(jīng)過(guò)硬解碼階段之后，假如硬解碼過(guò)程成功地解出了 [Ul，U2, , uK]，那么我們即認(rèn)為解碼過(guò)程成功；否則我們?cè)诤?jiǎn)化了的二部圖上使用更新后的LLR值進(jìn)行和積軟 (Sum-Product, SP)解碼，以解出所有的源符號(hào)。
以上就是新型噴泉碼解碼過(guò)程，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)
(I)根據(jù)分組通過(guò)信道解碼模塊后是否仍然有殘余錯(cuò)誤，將分組分類為具有確定的LLR值或不確定的LLR值的分組，并且將確定的LLR值置為一個(gè)很大的正數(shù)/負(fù)數(shù)(比如正/負(fù)無(wú)窮)；
(2)從LLR確定并且度為I的編碼符號(hào)開始，進(jìn)行硬解碼階段的解碼，同時(shí)在比特域和LLR域更新二部(3)假如在硬解碼階段已經(jīng)成功解出[Ul，U2, , uK]，那么結(jié)束解碼過(guò)程；否則到步驟4 ;
(4)基于更新的二部圖和LLR值進(jìn)行軟解碼。
圖6為根據(jù)本發(fā)明提供的第一實(shí)施例的編碼調(diào)制方法示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將圖6示出的第一實(shí)施例理解為圖3所示系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施方式
。具體地
1.在本實(shí)施例中，噴泉碼編碼模塊使用LT碼編碼，信道編碼模塊使用LDPC編碼， 并且使用QPSK調(diào)制。
2.在發(fā)送端,信息[u1； U2, ···，％’]首先通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Checks, CRC)模塊加上冗余比特變成U_c=[Ul，u2, , uK]。U_c就是LT編碼的源符號(hào)集 [ui，u2，...，uK]。隨后，對(duì)U_c進(jìn)行LT編碼模塊產(chǎn)生編碼符號(hào)集C，C為具有任意長(zhǎng)度的比特流。將C切割成多個(gè)固定長(zhǎng)度的分組S。每個(gè)S進(jìn)入碼率為R的LDPC編碼模塊，輸出編碼后信息X。這些X通過(guò)QPSK調(diào)制后通過(guò)無(wú)線信道進(jìn)行廣播。
3.在接收端，QPSK解調(diào)器得到每個(gè)調(diào)制符號(hào)的LLR值，并將其輸入到LDPC信道解碼模塊中進(jìn)行解碼。
如果一個(gè)分組通過(guò)LDPC解碼后滿足LDPC的校驗(yàn)方程，即HX = 0，我們將該分組稱之為無(wú)殘余錯(cuò)誤。那么我們將這個(gè)無(wú)殘余錯(cuò)誤分組的對(duì)應(yīng)比特為O的LLR值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，對(duì)應(yīng)比特為I的LLR值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)(比如負(fù)無(wú)窮)，即該分組被視為具有確定的LLR值；
如果經(jīng)過(guò)LDPC信道解碼模塊后分組仍然具有殘余錯(cuò)誤，即HX Φ 0，那么這個(gè)分組的LLR值被認(rèn)為是不確定的。
4.無(wú)論分組在經(jīng)過(guò)LDPC信道解碼模塊后是否具有殘余錯(cuò)誤，它們的LLR值都通過(guò)組合模塊進(jìn)行收集。當(dāng)接收端接收到足夠多的LLR值之后，則進(jìn)行新型LT碼解碼。
5.當(dāng)LT碼解碼模塊輸出的比特流通過(guò)CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為解碼成功，并停止解碼； 否則繼續(xù)從無(wú)線信道中接收更多的調(diào)制符號(hào)分組，再進(jìn)行解碼嘗試，直到解碼成功為止。
由上述第一實(shí)施例可以看出，本發(fā)明所提供的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法既大幅度降低了解碼復(fù)雜度，又保持了高的頻譜效率。
我們通過(guò)比較成功解碼[U1，U2，...，UK，]需要的額外分組個(gè)數(shù)N?！蚅T碼解碼復(fù)雜度，來(lái)衡量現(xiàn)有廣播系統(tǒng)和解碼算法和本發(fā)明提出的廣播系統(tǒng)和解碼算法的性能。其中，定義額外分組個(gè)數(shù)(overhead packets)為N減去源符號(hào)集的分組數(shù),也就是為了成功恢復(fù)出發(fā)送端所廣播的源信息[U1, U2, , ur]的所需要的最少的額外包數(shù)。因此我們可以看出，所需要的額外包數(shù)越少，意味著頻譜效率越高。
圖7是AWGN信道中各個(gè)解碼算法需要額外分組個(gè)數(shù)對(duì)比圖。從圖中我們可以清楚地看到，基于本發(fā)明的譯碼算法的頻譜效率和現(xiàn)有技術(shù)2的算法持平，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)I的頻譜效率。
圖8是AWGN信道中各個(gè)LT解碼算法的歸一化平均復(fù)雜度比較。從圖中，我們可以看出現(xiàn)有技術(shù)2的譯碼復(fù)雜度最高，現(xiàn)有技術(shù)I的復(fù)雜度最低?；诒景l(fā)明的譯碼算法的復(fù)雜度隨著SNR的提高而迅速降低，在高SNR處(大于IdB)具有接近于現(xiàn)有技術(shù)一的算法復(fù)雜度。
綜合以上仿真，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)I和現(xiàn)有技術(shù)2，我們可以看出本發(fā)明所提出的噴泉碼譯碼基于低復(fù)雜度高頻譜效率的·特點(diǎn)。
本發(fā)明也可以應(yīng)用到其他的噴泉碼里面，比如Raptor碼。本發(fā)明也可以應(yīng)用到其他無(wú)線通信系統(tǒng)，比如LTE, ffimax> WiFi等。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟1:在接收端，將經(jīng)過(guò)解調(diào)和譯碼器處理后的信號(hào)分類為有殘余錯(cuò)誤的分組和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組； 步驟2 :對(duì)于所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為O的軟信息值置為一個(gè)很大的正數(shù)，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)，并將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)作為具有確定信息的編碼符號(hào)，從而使這些具有確定信息的編碼符號(hào)在隨后的解碼過(guò)程起到糾正錯(cuò)誤信息的作用；對(duì)于所述有殘余錯(cuò)誤的分組，也將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)參與到噴泉碼的譯碼過(guò)程； 步驟3 :利用噴泉碼的譯碼器通過(guò)所述具有確定信息的編碼符號(hào)的硬迭代嘗試解碼全部的源符號(hào)集，在迭代的同時(shí)在比特域和軟信息域更新噴泉編碼的二部圖；如果在硬解碼階段全部的源符號(hào)都成功解碼，那么停止整個(gè)解碼過(guò)程；否則，基于更新噴泉編碼二部圖進(jìn)行和積軟解碼，以解碼整個(gè)源符號(hào)集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，其特征在于，在所述步驟2中，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為O的軟信息值置為正無(wú)窮，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為負(fù)無(wú)窮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，其特征在于，所述噴泉編碼為L(zhǎng)T碼、或者Raptor碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，其特征在于，所述步驟3中，從軟信息確定并且度為I的編碼符號(hào)開始，進(jìn)行硬解碼階段的解碼。
5.一種適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼系統(tǒng)，其特征在于，包括如下裝置 信道解碼模塊，用于對(duì)信號(hào)譯碼，并將譯碼后的信號(hào)分類為有殘余錯(cuò)誤的分組和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，其中對(duì)于所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為0的軟信息值置為一個(gè)很大的正數(shù)，對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)，并將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)作為具有確定信息的編碼符號(hào)，從而使這些具有確定信息的編碼符號(hào)在隨后的解碼過(guò)程起到糾正錯(cuò)誤信息的作用；對(duì)于所述有殘余錯(cuò)誤的分組，也將所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的編碼符號(hào)的軟信息值收集起來(lái)參與到噴泉碼的譯碼過(guò)程； 組合模塊，用于將所述有殘余錯(cuò)誤的分組的軟信息值和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的軟信息值進(jìn)行收集； 噴泉碼解碼模塊，用于在接收到足夠多的軟信息值之后進(jìn)行噴泉碼譯碼；若噴泉碼解碼模塊輸出的比特流通過(guò)CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為解碼成功，并停止解碼；否則繼續(xù)從無(wú)線信道中接收更多的調(diào)制符號(hào)，再進(jìn)行解碼嘗試，直到解碼成功為止，其中通過(guò)所述具有確定信息的編碼符號(hào)的硬迭代嘗試解碼全部的源符號(hào)集，在迭代的同時(shí)在比特域和軟信息域更新噴泉編碼的二部圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼系統(tǒng)，其特征在于，所述信道解碼模塊，用于信號(hào)譯碼，并將所述譯碼后的無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為0的軟信息值置為正無(wú)窮，將所述譯碼后的無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組的對(duì)應(yīng)比特為I的軟信息值置為負(fù)無(wú)窮。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼系統(tǒng)，其特征在于，所述 噴泉編碼為L(zhǎng)T碼、或者Raptor碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼系統(tǒng)，其特征在于，所述噴泉碼解碼模塊，從軟信息確定并且度為I的編碼符號(hào)開始，進(jìn)行硬解碼階段的解碼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于無(wú)線廣播系統(tǒng)的噴泉碼譯碼方法，包括步驟步驟1在接收端，將經(jīng)過(guò)信道譯碼器后的信號(hào)分類為有殘余錯(cuò)誤的分組和無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組；步驟2對(duì)于所述無(wú)殘余錯(cuò)誤的分組，將其對(duì)應(yīng)比特為0的軟信息(LLR)值置為一個(gè)很大的正數(shù)(比如正無(wú)窮)，對(duì)應(yīng)比特為1的LLR值置為一個(gè)很小的負(fù)數(shù)(比如負(fù)無(wú)窮)；對(duì)于所述有殘余錯(cuò)誤的分組也將其LLR值收集起來(lái)參與到噴泉碼的譯碼過(guò)程；步驟3通過(guò)所述具有確定信息的編碼符號(hào)的硬迭代嘗試解碼全部的源符號(hào)集，在迭代的同時(shí)在比特域和LLR域更新噴泉編碼的二部圖。本發(fā)明因?yàn)闆](méi)有丟棄有殘余錯(cuò)誤的分組，因此具有較高的頻譜效率，并且本發(fā)明還具有有較低的譯碼復(fù)雜度的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L1/00GK103001739SQ201210488580
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者王孔濤, 陳智勇, 劉輝 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)