短长度分布式喷泉码的性能分析

LT码是喷泉码的一种,由于深空通信不能实现反馈,距离远,变时延的传输特性,LT码适合用于深空通信中,由于传统的单信源通信已经不能满足当前的通信需求,多信源多中继通信系统成为了研究的重点。介绍了短长度分布式二、四信源的通信模型,以及各自的度分布,并选取了码长较短、删除概率较小这几种情形通过仿真验证了各自的性能。仿真结果表明,二、四信源分布式LT码比LT码有更好的性能。     

分布式分级保护LT码

LT码是喷泉码的一种,它是线型无速率码,在删除信道中性能优越。数据传输中有一些数据相对来说可能更重要,在这样的传输模型中,对于关键信息的保护显的尤为重要。基于此目的提出了一种分布式LT码多信源节点信息的保护措施,分级保护LT码是通过改进每个节点的度为1和2的数据包的原始数据包的选择以提高整个码字的性能,在此基础上引入分布式模型,使得得到的分布式分级保护码字结合了分布式LT码和分级保护LT码的双重优点。     

LT码的性能分析及仿真

LT码（Luby Transform Codes）属于喷泉码的其中一种,它是一类基于图的线性纠删码,其应用的信道环境是删除信道（BEC,Binary Erasure Channel）。这里主要介绍在二元删除信道模型下,LT码的4种度分布设计方法及,分析了短码长和长码长情况下的LT码在不同信道删除概率情况下的性能及比较。研究结果表明：在删除概率非常大的情况下,只要译码端接收到足够多的包都能以高概率译出原始数据包,只是产生的冗余度大,这里的结果将为系统选择不同参数的LT码提供参考。     

系统分布式LT码的构造

LT码是一类可现实的喷泉码,喷泉码由于其本身的特性可以克服深空通信中反馈难以实现,距离远,变时延的困难。依次介绍了在有中继传输的深空通信中适用的分布式LT码编码以及相对普通LT码编译码复杂度更低,系统开销更小的系统LT码。在此基础上提出系统的两信源分布式LT码的编码方法,并通过仿真结果验证其性能,为喷泉码在深空通信中的应用提供了一类性能优良的编码方案和建议。     

多层中继网络上的分布式LT码

目前对分布式LT码(DLT)的研究仅限于信源数量较少、且只有1层中继的情况,该文提出一种能够部署在多层中继网络上的分布式LT码,即多层分布式LT码(MLDLT)。该码将信源进行分组,将中继进行分层,通过分层后的中继群,可以将多达几十个乃至上百个信源连接到同一个接收端,从而实现众多信源通过多层中继对同一个接收终端的分布式LT码通信。通过对MLDLT码进行与或树分析,得出其中继度分布的线性优化方程。分别在无损和有损链路上计算该码的渐进性能并进行数值仿真,结果证明MLDLT码在无损和有损链路上的错误平台都比较低。MLDLT码非常适合于信源数量较多的多层中继网络。     

卫星数据广播分发系统中LT码的研究

提出了喷泉码中LT码的最优度分布算法,指出了其在实际应用中存在的问题,在此基础上提出了实用的次优度分布算法.仿真表明,在卫星数据广播分发系统中,采用基于次优度分布算法的改进型LT码,其信道利用率要优于基于健壮孤立子度分布算法的传统LT码,且远远好于采用RSE码和不采用分组级FEC技术时的信道利用率,研究结果对提高卫星数据广播分发系统的信道利用率具有重要的实用价值.     

改善LT码性能的预译码集优化方法研究

喷泉码是第一种与码率无关的编码方式.LT码是在删除信道下性能优异的稀疏随机线性喷泉码.与传统编码相比,大大降低了编译码的复杂度.通过分析影响LT码性能的预译码集,提出了优化LT码预译码集的方法.主要在编码端改变初始预译码集大小以及修改度为2的生成矩阵,在译码端利用编码冗余情况来破解译码停止集,同时消除短环.大量的数据仿真结果表明本文方法对译码性能有明显的改善.     

Fountain码译码的改进方法

Fountain码的无速率特性使得它可以在信道删除率未知的删除信道下高效传输信息。但是由于传统的Fountain码（主要是LT码和Raptor码）在译码过程中未对差异信息进行处理,丢失了部分可以被译出的信息,从而增加了译码代价。针对传统Fountain码这方面的缺点,提出一种利用消除度数为2的校验单元来处理差异信息的Fountain码译码的改进方法。仿真结果验证,采用该方法不但保证了Fountain码的无速率特性,而且提高了信息利用率和译码效率。     

一种分布式喷泉码在协作通信中的应用

为了减少基于数字喷泉码的协作传输系统中的计算复杂度和传输延迟,提出了一种基于分布式喷泉码的协作通信传输方案,给出了两层数字喷泉编码的度分布函数的设计过程;以各链路的丢包率为参量分析了系统传输时延,并与其他数字喷泉码传输方案进行了比较.理论分析和仿真结果表明,在各链路丢包率较大时采用这种分布式喷泉码的协作传输机制能在传输时延上显著改善系统性能,而且各链路删除概率越大时优势越明显.     

喷泉码的无线信道应用

通过分析喷泉码在无线信道的各种应用方法,提出了采用信道改造的喷泉码无线信道应用新方法,通过CRC校验和LDPC信道编码将无线信道转换为删除信道,实现了喷泉码在无线信道的应用.通过将传统的应用方法与已有方法进行仿真对比实验,证明了基于信道改造的喷泉码无线信道应用的有效性.     

Decoding of LT‐Like Codes in the Absence of Degree‐One Code Symbols

Luby transform (LT) codes were the first practical rateless erasure codes proposed in the literature. The performances of these codes, which are iteratively decoded using belief propagation algorithms, depend on the degree distribution used to generate the coded symbols. The existence of degree‐one coded symbols is essential for the starting and continuation of the decoding process. The absence of a degree‐one coded symbol at any instant of an iterative decoding operation results in decoding failure. To alleviate this problem, we proposed a method used in the absence of a degree‐one code symbol to overcome a stuck decoding operation and its continuation. The simulation results show that the proposed approach provides a better performance than a conventional LT code and memory‐based robust soliton distributed LT code, as well as that of a Gaussian elimination assisted LT code, particularly for short data lengths.     

LT码和q-LDPC码级联方案在深空通信中的应用

该文针对深空通信对长纠删码的需求,提出了LT (Luby Transform)码和q-LDPC码的级联方案。在综合考虑性能和复杂度的情况下,选取8-LDPC码和8PSK的级联作为等效的删除信道,长度选择灵活、编译码简单的LT码实现纠删功能。文中设计了两种短8-LDPC码,并对整个级联系统的纠错性能进行了仿真。仿真结果表明8-LDPC码的性能优于信源信息速率和码率相同的二进制LDPC码,级联系统在等效包删除概率不超过0.1时,系统误比特率以概率1趋于0。     

喷泉码及其在无线视频组播环境中的应用

针对无线组播环境,根据中间节点功能不同的情况,提出了两种喷泉码数据分发调度方案.并针对无线组播用户面临信道质量不同的情况,提出一种混合喷泉编码方案,发送端根据组播用户信道质量的差异选取不同码长的喷泉编码.实验证明,对丢包率高、信道质量差的接收端而言,短码长的喷泉编码方案提高了接收端的译码成功概率.     

无速率编码及其应用综述

纠错编码技术通过引入冗余增加可靠性,是现代通信的关键技术之一。无速率编码是一类新兴纠错编码,其速率可以根据信道状态自适应改变,编译码算法较为简单,且性能优异,可以适用于不同的应用场景,因此受到了国内外学者和工业界的关注。介绍了4种经典或新兴的无速率编码方案,包括卢比变换(Luby Transform,LT)码、Raptor码、在线喷泉码(OFC)和BATS(Batched Sparse)码。介绍无速率编码的基本原理,通过其发展过程比较不同无速率编码的特点。阐述了这些无速率编码的编译码方法,并简要介绍其最新的研究进展。最后,介绍无速率编码在广播通信及不等差保护、无线传感器网络、车联网、存储以及分布式计算等新老场景中的应用。无速率编码是一种复杂度低、灵活度高的编码,随着新型无速率编码的发展,在未来的分布式系统等场景中将会有更广泛的应用。     

无线传输中短码长喷泉码的度分布优化算法

数字喷泉码是针对大规模网络数据分发而提出的一种新的信道编码方式。度分布是决定数字喷泉码译码性能的关键因素。为提高译码性能,针对应用于无线信道的喷泉码提出了一种度分布优化的算法。首先,根据理想孤子分布和鲁棒孤子分布产生度值序列,然后将该度值序列截短,在此基础上根据优化算法求解该序列中每个度值的最优概率,最后得到优化的度分布。仿真结果表明,本算法产生的度分布进行编译码产生的误码率低于鲁棒孤子分布和固定度分布,提高了译码性能。