多描述分层编码的信息发送方法及装置的制作方法
专利名称：多描述分层编码的信息发送方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息传输技术领域，特别涉及一种多描述分层编码的信息发送方法及
>J-U ρ α装直。
背景技术：
在信息传输技术领域，分层编码(Successive Refinement Coding,简称SRC)和多描述编码(Multiple Description Coding,简称MDC)是两种常用的抗误码技术。SRC和MDC在不同的传输条件和应用环境中具有各自的优势。SRC产生的视频流可在很宽的码率范围内自适应调整，能适应由于信道带宽波动和接收设备异质而引起的传输问题。MDC利用 多个编码器编码，每个编码器都会产生一个独立的信源描述，可看作是失真的信源，失真度会随着描述的增多而减少。MDC多用于丢包率较高的点对点无线通信场景下，可提供更好的鲁棒性。目前现有的信息发送方法基于SRC、MDC或SRC与MDC结合的编码方法，上述信息发送方法均严格遵循香农的分离定理，先将信道功能和信源功能分开设计，对其中一者或两者进行优化后，再合并信道和信源进行信息发送。例如，现有的SRC与MDC结合的方法只关注信源速率资源的分配，即只关注信源如何分层、如何获得不同的信源描述，或者上述二者的级联关系，而不对信道进行分配。对于有线通信系统，采用上述分别优化设计通信系统的信源部分和信道部分的信息发送方法，不会影响系统的整体性能。但是，对于无线通信系统，由于无线信道的衰落和干扰引起信道质量随时间变化而变化，如果仍采用上述分别设计通信系统的信源部分和信道部分的信息发送方法，会导致通信的不确定性和信号传输失真，通信的可靠性差。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何减小通信的不确定性和信号传输失真，提高通信的可靠性。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种多描述分层编码的信息发送方法，包括以下步骤SI :根据至少两个多径衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子，每个描述子一一对应一个所述衰落信道；S2 :对每个描述子进行分层编码，将每个所述描述子分割成至少两层；S3:将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；S4 分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送所述至少两个描述子。其中，所述步骤S2中将每个所述描述子分割成至少两层的方式包括采用直接 分割、不等差错保护和/或重叠编码技术，将每个所述描述子分割成至少两层。其中，所述步骤S3中将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算的方式为将所述最小化期望失真的运算转化为
权利要求
1.一种多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，包括以下步骤Si:根据至少两个多径衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子，每个描述子一一对应一个所述衰落信道；S2 :对每个描述子进行分层编码，将每个所述描述子分割成至少两层；S3:将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；S4:分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送所述至少两个描述子。
2.根据权利要求I所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S2 中将每个所述描述子分割成至少两层的方式包括采用直接分割、不等差错保护和/或重叠编码技术，将每个所述描述子分割成至少两层。
3.根据权利要求I所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S3 中将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算的方式为将所述最小化期望失真的运算转化为maxmin {j(r；+1) + 6^；=i/；r；j( I )的运算，其中，max 表示最大化运算，min表示最小化运算，d表示分集增益，b表示带宽利用率，r表示复用增益，I表示信道分配参数，i表示描述子序号，j表示层序号，n表示该描述子的总层数，t表示用于计算的中间变量。
4.根据权利要求3所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S3 中求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数包括S3. I :初始化信道分配参数，并按所述信道分配参数为每个所述描述子的每层分配信道带宽；S3. 2:根据当前信道分配参数，按公式(I)求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获取每个所述描述子的每层对应的复用增益；S3. 3 :根据每个所述描述子的每层对应的复用增益，根据R。= rlogSNR，获取每个所述描述子的每层对应的信道编码速率，其中，Rc表示信道编码速率，r表示复用增益，SNR表示接收信噪比；S3. 4:根据当前每个所述描述子的每层对应的复用增益，按公式(I)求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获取每个所述描述子的每层对应的信道分配参数。
5.根据权利要求4所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤 S3. I中初始化信道分配参数使得同一个描述子的每层分配的信道带宽相同。
6.根据权利要求4所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，执行步骤 S3. 4之后还包括重复执行若干次步骤S3. 2 S3. 4，以获得优化的每个所述描述子的每层对应的每层的信道编码速率和信道分配参数。
7.根据权利要求I 6中任意一项所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S4包括分别通过每个描述子对应的衰落信道发送所述至少两个描述子，其中以的传输速率和/的带宽发送每个描述子中的每个层，R。表示信道编码速率，i表示描述子序号，j表示层序号，I表示信道分配参数，N表示描述子的信道带宽。
8.一种多描述分层编码的信息发送装置，其特征在于，包括多描述单元，用于根据一个以上衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子， 每个描述子对应一个所述衰落信道；分层编码单元，用于对每个描述子进行分层编码，将每个所述描述子分割成至少两层；信道计算单元，用于将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；发送单元，用于分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送所述至少两个描述子。
全文摘要
本发明公开了一种多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，包括以下步骤S1根据至少两个多径衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子，每个描述子一一对应一个衰落信道；S2对每个描述子进行分层编码，将每个描述子分割成至少两层；S3将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；S4分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送至少两个描述子。本发明考虑了对信道的分配及分配后子信道上的信道传输速率，从而减小通信的不确定性和信号传输失真，提高通信的可靠性。
文档编号H04L1/00GK102629893SQ20121009132
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者杜冰, 陆建华 申请人:清华大学
技术领域：
本发明涉及信息传输技术领域，特别涉及一种多描述分层编码的信息发送方法及
>J-U ρ α装直。
背景技术：
在信息传输技术领域，分层编码(Successive Refinement Coding,简称SRC)和多描述编码(Multiple Description Coding,简称MDC)是两种常用的抗误码技术。SRC和MDC在不同的传输条件和应用环境中具有各自的优势。SRC产生的视频流可在很宽的码率范围内自适应调整，能适应由于信道带宽波动和接收设备异质而引起的传输问题。MDC利用 多个编码器编码，每个编码器都会产生一个独立的信源描述，可看作是失真的信源，失真度会随着描述的增多而减少。MDC多用于丢包率较高的点对点无线通信场景下，可提供更好的鲁棒性。目前现有的信息发送方法基于SRC、MDC或SRC与MDC结合的编码方法，上述信息发送方法均严格遵循香农的分离定理，先将信道功能和信源功能分开设计，对其中一者或两者进行优化后，再合并信道和信源进行信息发送。例如，现有的SRC与MDC结合的方法只关注信源速率资源的分配，即只关注信源如何分层、如何获得不同的信源描述，或者上述二者的级联关系，而不对信道进行分配。对于有线通信系统，采用上述分别优化设计通信系统的信源部分和信道部分的信息发送方法，不会影响系统的整体性能。但是，对于无线通信系统，由于无线信道的衰落和干扰引起信道质量随时间变化而变化，如果仍采用上述分别设计通信系统的信源部分和信道部分的信息发送方法，会导致通信的不确定性和信号传输失真，通信的可靠性差。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何减小通信的不确定性和信号传输失真，提高通信的可靠性。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种多描述分层编码的信息发送方法，包括以下步骤SI :根据至少两个多径衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子，每个描述子一一对应一个所述衰落信道；S2 :对每个描述子进行分层编码，将每个所述描述子分割成至少两层；S3:将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；S4 分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送所述至少两个描述子。其中，所述步骤S2中将每个所述描述子分割成至少两层的方式包括采用直接 分割、不等差错保护和/或重叠编码技术，将每个所述描述子分割成至少两层。其中，所述步骤S3中将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算的方式为将所述最小化期望失真的运算转化为
权利要求
1.一种多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，包括以下步骤Si:根据至少两个多径衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子，每个描述子一一对应一个所述衰落信道；S2 :对每个描述子进行分层编码，将每个所述描述子分割成至少两层；S3:将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；S4:分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送所述至少两个描述子。
2.根据权利要求I所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S2 中将每个所述描述子分割成至少两层的方式包括采用直接分割、不等差错保护和/或重叠编码技术，将每个所述描述子分割成至少两层。
3.根据权利要求I所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S3 中将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算的方式为将所述最小化期望失真的运算转化为maxmin {j(r；+1) + 6^；=i/；r；j( I )的运算，其中，max 表示最大化运算，min表示最小化运算，d表示分集增益，b表示带宽利用率，r表示复用增益，I表示信道分配参数，i表示描述子序号，j表示层序号，n表示该描述子的总层数，t表示用于计算的中间变量。
4.根据权利要求3所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S3 中求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数包括S3. I :初始化信道分配参数，并按所述信道分配参数为每个所述描述子的每层分配信道带宽；S3. 2:根据当前信道分配参数，按公式(I)求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获取每个所述描述子的每层对应的复用增益；S3. 3 :根据每个所述描述子的每层对应的复用增益，根据R。= rlogSNR，获取每个所述描述子的每层对应的信道编码速率，其中，Rc表示信道编码速率，r表示复用增益，SNR表示接收信噪比；S3. 4:根据当前每个所述描述子的每层对应的复用增益，按公式(I)求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获取每个所述描述子的每层对应的信道分配参数。
5.根据权利要求4所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤 S3. I中初始化信道分配参数使得同一个描述子的每层分配的信道带宽相同。
6.根据权利要求4所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，执行步骤 S3. 4之后还包括重复执行若干次步骤S3. 2 S3. 4，以获得优化的每个所述描述子的每层对应的每层的信道编码速率和信道分配参数。
7.根据权利要求I 6中任意一项所述的多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，所述步骤S4包括分别通过每个描述子对应的衰落信道发送所述至少两个描述子，其中以的传输速率和/的带宽发送每个描述子中的每个层，R。表示信道编码速率，i表示描述子序号，j表示层序号，I表示信道分配参数，N表示描述子的信道带宽。
8.一种多描述分层编码的信息发送装置，其特征在于，包括多描述单元，用于根据一个以上衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子， 每个描述子对应一个所述衰落信道；分层编码单元，用于对每个描述子进行分层编码，将每个所述描述子分割成至少两层；信道计算单元，用于将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解所述最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个所述描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；发送单元，用于分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送所述至少两个描述子。
全文摘要
本发明公开了一种多描述分层编码的信息发送方法，其特征在于，包括以下步骤S1根据至少两个多径衰落信道的信道状态，将信源映射为至少两个描述子，每个描述子一一对应一个衰落信道；S2对每个描述子进行分层编码，将每个描述子分割成至少两层；S3将最小化期望失真的运算表示为最大化分集增益与复用增益之和的运算，求解最大化分集增益与复用增益之和的运算，获得每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数；S4分别采用每个描述子的每层的信道编码速率和信道分配参数，通过该描述子对应的衰落信道，发送至少两个描述子。本发明考虑了对信道的分配及分配后子信道上的信道传输速率，从而减小通信的不确定性和信号传输失真，提高通信的可靠性。
文档编号H04L1/00GK102629893SQ20121009132
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者杜冰, 陆建华 申请人:清华大学
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