一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法及系統(tǒng)。所述方法包括：根據(jù)度分布函數(shù)以及編碼需求，產(chǎn)生初始隨機(jī)數(shù)種子；采用線性反饋移位寄存器根據(jù)度分布函數(shù)及初始隨機(jī)數(shù)種子生成服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)序列；根據(jù)度分布函數(shù)、隨機(jī)數(shù)種子及信息分組長度得到度分布隨機(jī)數(shù)序列和編碼后的信息分組序列；發(fā)射端發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列；接收端根據(jù)接收到的隨機(jī)數(shù)種子，采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，重現(xiàn)度分布隨機(jī)數(shù)序列；根據(jù)重現(xiàn)的度分布隨機(jī)數(shù)序列和接收到的編碼后的信息分組序列完成譯碼。利用實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)，能夠節(jié)省信道資源、提高信息傳輸效率以及提高系統(tǒng)信息的存儲效率。
【專利說明】一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信信道編碼【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，LDPC碼和噴泉碼技術(shù)在深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻、數(shù)字水印、磁/光/全息存儲、移動和固定無線通信、電纜調(diào)制/解調(diào)器和數(shù)字用戶線(DSL)中得到廣泛應(yīng)用。如 802.1la,802.1ln,802.3an、802.16e、DVB-S2 等標(biāo)準(zhǔn)都采用了 LDPC 碼。LDPC 碼已成為3G甚至4G通信系統(tǒng)中編碼方案的首選。噴泉碼技術(shù)是針對大規(guī)模數(shù)據(jù)分發(fā)和可靠廣播的應(yīng)用特點而提出的一種理想的解決方案。近年來，隨著數(shù)字噴泉碼在學(xué)術(shù)理論日漸完善的同時，也日益受到產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，獲得了越來越多的應(yīng)用。如Digital Fountain公司設(shè)計的系統(tǒng)Raptor碼已經(jīng)被DVB-H標(biāo)準(zhǔn)和3GPP組織的多媒體廣播和多播業(yè)務(wù)(MBMS)標(biāo)準(zhǔn)采用，該公司的Digital Fountain Raptor FEC技術(shù)將成為3GPP流式文件下載服務(wù)的MBMS標(biāo)準(zhǔn)的一部分。
[0003]度分布函數(shù)是LDPC碼和噴泉碼在工程實現(xiàn)中極為重要的一部分，這是因為現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中采用的LDPC碼和噴泉碼的度分布矩陣都很龐大。如DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中LDPC碼的碼字長度為16200bit，其對應(yīng)的一種度分布生成矩陣的大小為:16200比特/列，10800比特/行；GB20600標(biāo)準(zhǔn)中采用的LDPC碼的生成矩陣為:7493比特/列，3048比特/行。而噴泉碼，其發(fā)射端的度分布矩陣的大小是不確定的，一般情況下可以達(dá)到是數(shù)據(jù)幀長度的幾十倍甚至幾百倍，因此，將如此大的度分布矩陣通過信道進(jìn)行實時傳輸會浪費巨大信道資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對LDPC碼和噴泉碼等信道編碼中度分布隨機(jī)數(shù)序列在通信傳輸中耗費資源的問題，提供一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的有益效果:
[0006](I)相比于傳輸巨大的(幾十個比特甚至上千比特)度分布隨機(jī)數(shù)序列，本發(fā)明僅需發(fā)送幾個比特的隨機(jī)數(shù)種子，節(jié)省了巨大的信道資源，提高了信息的傳輸效率。
[0007](2)相比于在某些工程應(yīng)用中，收發(fā)雙端分別需要存儲巨大的碼字生成矩陣和校驗矩陣相比，本發(fā)明專利僅發(fā)送幾個比特的隨機(jī)數(shù)種子，接收端僅需要根據(jù)收發(fā)雙端默認(rèn)的隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)和度分布函數(shù)，就可同步重現(xiàn)發(fā)射端的隨機(jī)數(shù)序列，有效提高系統(tǒng)的存儲效率。
[0008](3)本發(fā)明可以應(yīng)用于所有需要較大隨機(jī)數(shù)分布矩陣的編碼方式中。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0010]1.一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法，包括:
[0011]根據(jù)度分布函數(shù)以及編碼需求，產(chǎn)生初始隨機(jī)數(shù)種子；
[0012]采用線性反饋移位寄存器根據(jù)度分布函數(shù)及初始隨機(jī)數(shù)種子生成服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)序列；
[0013]根據(jù)度分布函數(shù)、隨機(jī)數(shù)種子及信息分組長度得到度分布隨機(jī)數(shù)序列和編碼后的信息分組序列；
[0014]發(fā)射端發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列；
[0015]接收端根據(jù)接收到的隨機(jī)數(shù)種子，采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，重現(xiàn)度分布隨機(jī)數(shù)序列；
[0016]根據(jù)重現(xiàn)的度分布隨機(jī)數(shù)序列和接收到的信息分組序列完成譯碼。
[0017]2.一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制系統(tǒng)，包括:
[0018]根據(jù)度分布函數(shù)以及編碼需求，產(chǎn)生初始隨機(jī)數(shù)種子的裝置；
[0019]采用線性反饋移位寄存器根據(jù)度分布函數(shù)及初始隨機(jī)數(shù)種子生成服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)序列的裝置；
[0020]根據(jù)度分布函數(shù)、隨機(jī)數(shù)種子及信息分組長度得到度分布隨機(jī)數(shù)序列和編碼后的信息分組序列的裝置；
[0021]在發(fā)射端發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列的裝置；
[0022]在接收端根據(jù)接收到的隨機(jī)數(shù)種子，采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，重現(xiàn)度分布隨機(jī)數(shù)序列的裝置；
[0023]根據(jù)重現(xiàn)的度分布隨機(jī)數(shù)序列和接收到的編碼后的信息分組序列完成譯碼的裝置。
【具體實施方式】
[0024]實施例1:
[0025]采用線性反饋移位寄存器，并采用Mersenne Twister MT19937算法或MersenneTwister MT19937-64 算法。
[0026]以0?(232_1)中任一整數(shù)為初始隨機(jī)數(shù)種子，產(chǎn)生周期長度為(232_1)的均勻分布隨機(jī)數(shù)。
[0027]設(shè)定初始隨機(jī)數(shù)種子及度分布函數(shù)，在此采用魯棒弧波度分布函數(shù)，得到度分布隨機(jī)數(shù)序列。
[0028]利用生成的度分布隨機(jī)數(shù)序列，產(chǎn)生一個數(shù)值d Cd是大于0的整數(shù))，作為當(dāng)前編碼的度。
[0029]利用線性反饋移位寄存器，得到另一個服從均勻分布的整數(shù)隨機(jī)數(shù)序列，產(chǎn)生d個I到k (k是信息分組長度)之間的整數(shù)，作為d個信息的序號，根據(jù)這d個序號，選中對應(yīng)的符號，進(jìn)行異或運算，即得到要發(fā)送的編碼后的信息分組序列。
[0030]發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列，在接收端采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，即可以重現(xiàn)發(fā)射端的度分布隨機(jī)數(shù)序列及每次產(chǎn)生的d個I到k之間的隨機(jī)數(shù)序列。
[0031]實施例2:
[0032]采用線性反饋移位寄存器，并采用Mersenne Twister MT19937算法或MersenneTwister MT19937-64 算法。
[0033]以0?(232_1)中任一整數(shù)為初始隨機(jī)數(shù)種子，產(chǎn)生周期長度為(232_1)的均勻分布隨機(jī)數(shù)。
[0034]設(shè)定初始隨機(jī)數(shù)種子及度分布函數(shù)，在此采用下述度分布函數(shù):
[0035]Q (X) =0.008x+0.494x2+0.166x3+0.073x4+0.083x5+0.056x8
[0036]+0.037x9+0.056x19+0.025x65+0.003x6’，
[0037]得到度分布隨機(jī)數(shù)序列。
[0038]利用生成的度分布隨機(jī)數(shù)序列，產(chǎn)生一個數(shù)值d Cd是大于0的整數(shù))，作為當(dāng)前編碼的度。
[0039]利用線性反饋移位寄存器，得到另一個服從均勻分布的整數(shù)隨機(jī)數(shù)序列，產(chǎn)生d個I到k (k是信息分組長度)之間的整數(shù)，作為d個信息的序號，根據(jù)這d個序號，選中對應(yīng)的符號，進(jìn)行異或運算，即得到要發(fā)送的編碼后的信息分組序列。
[0040]發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列，在接收端采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，即可以重現(xiàn)發(fā)射端的度分布隨機(jī)數(shù)序列及每次產(chǎn)生的d個I到k之間的隨機(jī)數(shù)序列。
【權(quán)利要求】
1.一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制方法，包括: 根據(jù)度分布函數(shù)以及編碼需求，產(chǎn)生初始隨機(jī)數(shù)種子； 采用線性反饋移位寄存器根據(jù)度分布函數(shù)及初始隨機(jī)數(shù)種子生成服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)序列； 根據(jù)度分布函數(shù)、隨機(jī)數(shù)種子及信息分組長度得到度分布隨機(jī)數(shù)序列和編碼后的信息分組序列； 發(fā)射端發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列； 接收端根據(jù)接收到的隨機(jī)數(shù)種子，采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，重現(xiàn)度分布隨機(jī)數(shù)序列； 根據(jù)重現(xiàn)的度分布隨機(jī)數(shù)序列和接收到的編碼后的信息分組序列完成譯碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的度分布函數(shù)，采用魯棒弧波度分布函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的度分布函數(shù)，采用如下的度分布函數(shù):
Q (x)=0.008x+0.494x2+0 .166x3+0.073x4+0.083x5+0.056x8+0.037x9
+0.056x19+0.025x65+0.003x66。
4.一種度分布隨機(jī)數(shù)序列的同步重現(xiàn)控制系統(tǒng)，包括: 根據(jù)度分布函數(shù)以及編碼需求，產(chǎn)生初始隨機(jī)數(shù)種子的裝置； 采用線性反饋移位寄存器根據(jù)度分布函數(shù)及初始隨機(jī)數(shù)種子生成服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)序列的裝置； 根據(jù)度分布函數(shù)、隨機(jī)數(shù)種子及信息分組長度得到度分布隨機(jī)數(shù)序列和編碼后的信息分組序列的裝置； 在發(fā)射端發(fā)送初始隨機(jī)數(shù)種子和編碼后的信息分組序列的裝置； 在接收端根據(jù)接收到的隨機(jī)數(shù)種子，采用與發(fā)射端相同的度分布函數(shù)和線性反饋移位寄存器，重現(xiàn)度分布隨機(jī)數(shù)序列的裝置； 根據(jù)重現(xiàn)的度分布隨機(jī)數(shù)序列和接收到的編碼后的信息分組序列完成譯碼的裝置。
【文檔編號】H04L1/00GK103457704SQ201310424229
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】敖珺, 盧亞軍, 馬春波, 敖發(fā)良 申請人:桂林電子科技大學(xué)