1.一种LT喷泉码编码度分布的构造方法,通过该方法获得修正二进制-鲁棒孤子度分布(Modified Binary Robust Distribution,MBRD),在LT喷泉码的编码过程遵循该度分布进行编码,能够应用在数据的存储、发送、广播领域,获得优良的编译码性能;构造过程包括以下步骤:步骤1,将二进制指数度分布(Binary Exponential Distribution,BED)中度1的概率值pBED,1与度2的概率值pBED,2交换,即将它们分别改为pBED,1=0.25、pBED,2=0.5,通过这种互换使得改变后的BED满足度2概率值应是整个度分布函数的最大值的要求;
步骤2,将调整后的BED与鲁棒孤子度分布(Robust Soliton Distribution,RSD)按照一定组成比例进行归一化合并,确定合并比例系数α和β的取值;
步骤3,对合并后的度分布函数中度1、度2和最大度的概率值p1、p2、pmax进行调整,先通过使可译集合值的平均值最大、方差最小的优化过程得到3个度值的调整量Δp1、Δp2、Δpmax;
步骤4,将合并后的度分布函数中的p1、p2、pmax调整为p1+Δp1、p2+Δp2、pmax+Δpmax,得到最终优化后的度分布函数。
2.根据权利要求1所述的LT喷泉码编码度分布的构造方法,其特征在于:所述步骤2的方法是:在进行合并时通过调整合并时BED与RSD的比例系数α和β来形成最佳的度分布函数,其概率分布函数如下:式中,m(d)表示采用合并后的度分布函数,即进行编码时,编码数据包度为d的概率,μ(d)为鲁棒孤子度分布函数,b(d)为二进制指数度分布函数;
α和β的取值范围满足以下约束条件:
其中,pRSD,1为RSD函数中度1的概率值;p1、p2、pmax与BED函数和RSD函数中度1、度2、最大度的概率值有如下近似关系:p1≈pBED,1·α (4)pmax≈pRSD,max·β (5)进一步有如下α和β的取值范围约束:
pRSD,1、pRSD,2、pRSD,max分别表示鲁棒孤子度分布函数中度1、度2和最大度的概率值。
3.根据权利要求2所述的LT喷泉码编码度分布的构造方法,所述步骤3的方法为:可译集合值的表达式为:其中,
式中,ρ表示成功译码的源数据包个数,k表示源数据包个数,N为译码成功时所需要的编码数据包个数,Ωd表示度为d的概率值,ε为译码开销,O(1)为1的高阶无穷小量,dmax为度值的最大值;
根据可译集合值的要求进一步调整合并后的度分布函数中度1的概率值p1、度2的概率值p2、最大度的概率值pmax,这3个度的概率值也就是式(1)中的度分布函数m(d)在d分别为
1、2、dmax时的函数值m(1)、m(2)、m(dmax);其他度的概率值保持不变;令p1、p2、pmax的调整量分别为Δp1、Δp2、Δpmax,根据概率之和固定为一的特点,有Δp1+Δp2+Δpmax=0 (11)选择Δp1、Δp2两个调整量,度分布调整后的可译集合值为:在整个译码过程中,可译集合值的平均值为:
方差为:
改善可译集合值也就是使可译集合值的平均值最大,方差最小,即找到使下式取得最小值的Δp1、Δp2值:η=λ×V-M (15)由式(11)以及度分布函数中每个概率值都大于0得出Δp1、Δp2的约束条件为:该优化问题能够用序列二次规划法来求解;所述pMBRD,1、pMBRD,2、pMBRD,max分别表示修正二进制-鲁棒孤子度分布度1、度2和最大度的概率值。
4.根据权利要求2所述的LT喷泉码编码度分布的构造方法,其特征在于:所述步骤4的具体实现过程为:对步骤2得到的度分布中的p1、p2、pmax按照步骤3得到的调整量Δp1、Δp2、Δpmax进行调整,得到度分布中的其他值不变。