引用本文:
滕井赛,金红军,赵怀松:LT码固定度分布函数的设计与优化[J]. 光通信技术,2019,43(7):59-62.
滕井赛1,金红军2,赵怀松2
(1.杭州电子科技大学 电子信息学院,杭州 310018; 2.中国电子科技集团公司 第五十研究所,上海 200331)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:LT码作为一种新型的无码率信道编码技术,能够适应复杂多变的大气湍流信道,其中度分布是LT码设计的关键。提出了一种新型固定度分布函数的构造方法。仿真结果表明:当码长K取任意数量时,相同译码开销下其译码成功率明显要优于泊松度分布函数,且保留了泊松度分布编译码复杂度为O(K)的特点。
关键词:LT码;固定度分布;译码开销;编译码复杂度
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)07-0059-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.07.014
0 引言
自由空间光通信(FSO)具有容量大、带宽高和保密性好等优点,已逐渐成为通信行业的研究热点。然而,激光信号在传输过程中容易受到大气湍流效应的影响,从而导致FSO质量严重下降。信道编码作为通信纠错的重要手段,可以检测并纠正在自由空间传输过程中产生的错误信号。LT码作为一种新的信道编码技术,由于其无码率的特性,能够应用于复杂多变的大气湍流信道通信中。
2002年,Luby首次提出了实用可变码率的LT码,LT码编码算法简单,译码开销也相对较小。度分布函数的设计是影响LT码性能的关键。Luby根据其丰富的理论成果,在大量实验的基础上提出了2种实用度分布函数:理想孤波分布(ISD)和鲁棒孤波分布(RSD)函数[1]。ISD函数在理论上具有良好的性能,然而在实际应用中可能出现不存在度为1的情况而导致译码中断,于是在此基础上Luby提出了RSD函数,保证了译码过程中生成足够多的度为1的编码分组。RSD虽然在编译码的性能上表现优异,但是其平均度数却随着编码长度K的增大而增加,导致编译码复杂度较高。于是,Shokrollahi给出了一种具体的泊松度分布,其平均度数为5.87[2],降低了编译码的复杂度。
为进一步提高LT码的编译码性能,度分布优化方面已有一些研究成果。文献[3]结合泊松分布和RSD提出了泊松鲁棒孤波分布(PRSD),其编译码性能比RSD好。文献[4]采用PRSD度分布来改善光通信在湍流信道下的通信性能。本文详细分析了RSD度分布和泊松度分布在不同码长K下的编译码性能,针对RSD的编译码复杂度较高和泊松度分布在码长较小时度为1的节点个数较少的情况,提出一种新型的固定度分布函数。
3 结束语
降低误码率和提高信息速率是FSO系统的主要研究热点,LT码由于其码率的自适应性而在FSO中具有编码优势。度分布决定着LT码的编译码性能,从而影响着FSO系统的通信性能。本文综合考虑RSD的编译码复杂度较高和泊松度分布在短码长时译码性能较差的情况,构造了一种新型的固定度分布函数。仿真结果表明:在相同的译码开销下,使用新型固定度分布进行 LT 编码得到的译码成功率要优于泊松度分布,同时当数据包长度较短时,采用新型固定度分布的LT码能够花费更小译码开销译出同等数量的码字,即使码长增大,总体译码性能也比传统固定度分布好。