[发明专利]基于有限长LT码的不等错误保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体的讲，涉及无线通信中数据的不等错误保护。

背景技术

不等错误保护（Unequal Error Protection，UEP）码由B。Masnick和J.Wolf于1967年首次提出。不等错误保护码非常适合用于部分数据比其他数据更加重要，并且需要更高保护等级的应用环境，例如语音和图像传输。

不同的应用环境对不等错误保护的要求也不尽相同。一些应用要求重点保护部分传输数据，如MPEG（Moving Picture Experts Group）流中的I帧和P帧，而另外一些应用要求优先恢复部分传输数据，如视频点播系统，数据流需要按顺序重构。不等错误保护无码率码（rateless codes）提供了一种可以同时满足不等错误保护和不等恢复时间（Unequal Recovery Time，URT）需求的有效方法。

无码率码是一类递增冗余码，它可以在给定的有限长信息序列基础上产生任意长的校验比特。无码率码原本是为二进制删除信道（Binary Erasure Channels，BECs）上的数据广播而设计的，被称作数字喷泉吗（Digital Fountain Code）。典型的无码率码包括LT（Luby Transform）码、Raptor码和Online码。无码率码不要求已知信道状态信息，并且能够连续产生编码数据直到接收端译码成功。同时，无码率码与LDPC（Low Density Parity Check）码一样，具有简单的编码和译码算法。

LT码是第一个可实现的无码率码，实现LT码的不等错误保护方法主要有两种，即加权和扩展窗（Expanding Window，EW）方法。与扩展窗方法相比，加权方法更加简单。加权方法的主要思想是根据不同的保护要求将传输数据分成多个不同的保护组，然后通过为每个保护组分配合适的保护加权重量来获得多个保护等级。例如，文献“N.Rahnavard，B.N.Vellambi and F.Fekri，“Rateless codes with unequal error protection property，”IEEE Trans.Inform.Theory，vol.53，no.4，pp.1521-1532，Apr.2007.”提出了一种加权不等错误保护方法。然而，上述文献所提及的加权不等错误保护方法仅能为这些保护组提供有限的保护等级。文献“B.Schotsch and R.Lupoaie，“Finite length lt codes over fq for unequal error protection with biased sampling of input nodes,”in Proc.of IEEE Int.Symp.Inf.Theory，Aachen，Germany，Jul.2012，pp.1772-1776.”中给出了一种基于偏采样（Biased Sampling）的连续保护方案，但该方案的复杂度相对较高。在现有的文献中，大多仅考虑二进制删除信道，然而在大量实际应用中，传输信道经常被建模成瑞利衰落信道（Rayleigh Fading Channel）。

发明内容

本发明借助加权不等错误保护的思想，提出一种基于有限长LT码的不等错误保护方法，以实现不同保护组的不等错误保护和对所有传输数据的连续错误保护。

本发明的技术方案如下：

一种基于有限长LT码的不等错误保护方法，包括以下步骤：

步骤1：将传输的数据序列中的K个输入符号分成T个保护组；保护组τ中有k_τ=α_τK个输入符号，其中α_τ代表保护组τ的相关大小，1≤τ≤T；相关大小α_τ满足条件0≤α_τ≤1和

步骤2：根据每个保护组的重要等级，为每个保护组选择合适的目标加权重量ω_τ；

步骤3：从保护组τ中选择d_τ个输入符号连接到一个度为d的校验节点上；

其中，表示对x下取整，表示对x上取整；P_c和P_f满足限制条件和P_f+P_c=1；概率P_f和P_c可以通过以下准则获得：