新型度分布的LT码在自由空间光通信中应用

由于自由空间光通信(FSO)受到大气湍流效应的影响,运用信道编码技术来保证FSO系统的稳定性。研究LT码原理,并将其引入FSO系统。分析LT码度分布需要满足的条件,引用泊松鲁棒孤子度分布来减小LT码译码开销、降低编译码复杂度,并应用于FSO系统来提高FSO系统性能。采用MATLAB进行仿真,比较泊松鲁棒孤子度分布与鲁棒孤子度分布的性能,并模拟在不同湍流信道中的FSO系统误码率。结果表明,泊松鲁棒孤子度分布具有较小的平均度值,能够减小LT的译码开销、降低编译码复杂度;且应用泊松鲁棒孤子度分布的LT码能够降低FSO系统中的误码率,保证FSO系统稳定。     

基于度分布合并和可译集优化的LT码度分布设计方案

喷泉码的度分布对喷泉码的编译码性能有着十分重要的影响.目前常用的度分布在源数据码长较长时具有较好的性能,但在码长较短时,性能有明显下降.本文给出一种LT码度分布的构造方法.该方法先对二进制度分布进行调整,然后将其与鲁棒孤子度分布进行有机结合,再通过优化可译集合值来进一步优化度分布函数,得到一种当源数据为短码长时也有较好性能的度分布,即修正二进制-鲁棒孤子度分布.仿真结果证明,采用这种度分布对源数据进行LT编码时,相比较二进制度分布和鲁棒孤子度分布,其译码性能得到了明显提高,并且码长越短,性能提高越明显.     

LT码新型度分布及其在电力线通信中的应用

Luby变换(Luby Transform,LT)码作为信道编码应用于电力线通信(Power Line Communication,PLC),可实现电信号的可靠传输。度分布对LT码编译码性能的影响至关重要。为了得到更优的度分布,首先调整二进制指数分布(Binary Exponential Distribution,BED)中的度数比例,获得一种译码性能更优的改进的二进制指数分布(Improved BED,IBED)。然后,根据IBED在冗余度较小时译码成功率高,而冗余度增大后鲁棒孤子分布(Robust Soliton Distribution,RSD)的译码性能表现更佳的特点,通过求和归一化的方式将IBED与RSD两种度分布的优势进行有机结合,提出一种新型二进制鲁棒孤子分布(Binary RSD,BRSD)。仿真结果表明,与其他方法及传统的RSD相比,采用新度分布进行LT编码,可明显降低译码开销,并节约编译码耗时。将新型度分布应用于基于LT码的PLC系统中,能有效地抑制PLC信道中各种噪声对电信号的干扰,并提高通信效率。     

自由空间光通信中LT码的编码技术研究

为了克服大气湍流对自由空间光通信(FSO)链路的影响,将LT码应用到FSO系统中,并结合基于部分信息LT码的修正转移鲁棒孤子分布(ISRSD),模拟了不同大气湍流强度信道,采用不同的编码方案进行模拟比较,结果表明:与RS码相比,误码率为10-4时,LT码获得大约2 dB的编码增益;相比于RSD,ISRSD能使译码开销降低1％～2％,且LT码采用ISRSD后,误码率为10-7时,系统获得0.2～0.5 dB的编码增益.     

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。     

基于IBED和仿生算法的LT码度分布设计

度分布是影响Luby变换（Luby transform,LT）码性能优劣的关键因素,为了得到更优的度分布,提出一种基于改进的二进制指数分布（improved binary exponential distribution,IBED）和仿生算法的LT码度分布设计方案.采用IBED度分布进行LT编码,初始译码成功率可高达90%以上,但随着译码开销增大,译码成功率上升速度减缓,而此时鲁棒孤子分布（robust soliton distribution,RSD）的译码性能表现更佳.为了将IBED和RSD的优点有机结合,利用人工鱼群算法（artificial fish swarm algorithm,AFSA）在两种度分布间寻优,基于期望可译集构建该算法的目标函数,通过最大化目标值得到更优的度分布.仿真结果表明,与类似方法及传统的RSD相比,采用新度分布进行LT编码可明显降低译码开销,并节约编译码耗时.     

LT码中高效联合度分布的设计

度分布是影响数字喷泉码性能的关键因素。传统的经典度分布如理想孤子分布、鲁棒孤子分布、二进制指数分布等,由于其明显的性能缺陷,已不能满足日益增长的多媒体业务的需求。为了设计一种性能优良的度分布,提出了两种新的联合度分布设计方案。首先,将泊松分布和滑动-鲁棒孤子分布相结合,构成一个比例系数的联合度分布;然后,将泊松分布、理想孤子分布、滑动-鲁棒孤子分布这三种度分布相结合,构成两个比例系数的联合度分布;最后,通过仿真查找的方法确定两种方案中的比例系数的最优值。仿真结果表明,提出的两种新方案和已知的经典度分布、单比例系数的联合度分布相比较,在译码成功率、误码率等性能指标上都有大幅提升。     

新型LT码编译码方法及其在认知无线电中的应用

Luby变换(LT)码作为一种抗干扰编码技术,应用于认知无线电系统,可提高次用户数据传输的可靠性。编译码是影响LT码抗干扰性能的关键因素。为提高数据传输的可靠性和速度,该文提出一种适用于认知无线电系统的LT码联合泊松鲁棒孤子分布-叠层(CPRSD-H)编译码算法。编码过程中,编码器首先采用CPRSD进行编码产生编码分组和编码矩阵,随后通过编码矩阵中度数为1和度数为2对应的列向量携带双层信息:度数为1和度数为2的编码分组和与其相连接的输入分组的连接关系;部分原始数据信息。译码过程中,译码器首先通过第1层存储信息采用置信传播(BP)算法译码完成,随后一些未被成功译出的信息再通过第2层存储信息进行填补。仿真结果表明,将CPRSD-H编译码算法应用于认知无线电系统中,能够显著降低LT码的误比特率(BER),提高次用户有效吞吐量以及加快LT码编译码速度。     

一种改进的LT码构造方法

通过分析信道信息在参与LT码译码过程的特点,给出迭代深度的概念。在找出编码符号的抗误码性能与迭代深度关系的基础上对累积边增加法(PEG)加以改进来构造LT码,试图从Tanner图中找出优秀拓扑结构应具备的特征。与传统的PEG法相比,使用改进后的PEG法(IPEG)构造的LT码,其输入符号的度数分布严格符合Poisson分布,且度数为1的符号不发生错误,极大地提高了LT码的抗误码性能。     

基于FSO系统的多进制LT码性能分析

为克服空间光通信(FSO)链路受大气湍流效应的影响,将LT码应用到FSO系统中.多进制LT码具有较高的传输效率.提出一种新型度分布函数来改善多进制LT码的译码性能.计算不同进制LT码的译码失败率,并模拟强湍流信道,对采用不同编码方案的FSO性能进行仿真.结果表明:采用新型度分布的LT码能够降低译码失败率,且能有效改善FSO系统在强湍流情况下的性能.     

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。     

基于改进高斯近似方法的LT码度数分布设计

高斯近似是一种用来分析基于Tanner图的信道编译码性能和进行度数分布设计的有效方法,但是在对LT码进行分析时,不能准确计算译码过程中的迭代消息.在此方法的基础上,结合LT码译码的特点,提出迭代盒的概念,对LT码的BP解码中的迭代消息密度函数进化过程进行分析.在LT码消息迭代模型基础上,运用微分演化方法对LT码的输出度数分布进行优化.仿真表明,经过度数分布优化的LT码的抗误码性能有了明显的提高.     

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。     

LT码在深空通信中的应用研究

深空通信具有时延长、误码率大、链路易中断等特点,链路中断将导致数据不可恢复的丢失。针对深空通信误码率大、数据易丢失等特点,对LT(Luby Transform)码与LDPC/TPC码的级联进行了研究,描述了喷泉码的原理和主要实现方法,给出了LT码与LDPC/TPC码的级联方法及Matlab仿真分析结果,实现了LT码与LDPC/TPC码的级联编解码,并通过设计闪断试验测试了级联码的性能,给出了分析结果,以期为深空通信数据的获得提供更为可靠的解决方案。     

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。     

基于可译集大小的LT码编码算法的改进

在中、高码率情况下,使用传统随机图法(RG)构造中短码长LT码,其生成矩阵并非一定满秩,所以存在着一定的译码失败率(信源不完全可译).针对随机图法的这种缺点,提出一种改进的累积边增加法(IPEG),此方法通过控制可译集大小,保证全部信源符号的可译性.实验结果表明,与传统方法相比,经过改进的LT码性能得到了显著提高,而且每帧中错误的码字数量也更加稳定,以这种稳定的LT码作为内码,Raptor码的性能也能得到极大提升.     

分布式无标度LT码

LT码是喷泉码的一种,在删除信道中性能优越,分布式喷泉码多信源多中继的特性适合用于深空通信中。无标度网络（SF network）具有平均路径（APL）长最小的特性,非常适合喷泉码的度分布设计需求。首先介绍了LT码的编译码算法,然后对无标度网络和基于无标度网络的SF-LT码度分布设计进行了详细分析和优化,最后在删除信道条件下,选取码长较短、删除概率较小的情形对分布式二信源SF-LT码进行仿真分析,仿真结果表明,与LT码相比,分布式SF-LT码具有更好的性能。     

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码编译码技术的研究

通过从Fountain码的其中一种LT码的度数分布入手进行分析,发现LT码易出现停止集.针对LT码的缺点分别将汉明码和RS码作为Fountain码的预编码对其进行了改进并仿真.仿真结果证明预编码可以降低停止集出现的概率.通过对Hamming-Founta in码和RS-Fountain的仿真对比表明RS-Fountain码具有更高的恢复能力.     

基于卢比变换码的分解重组编码算法

LT(卢比变换)码是第一个能够实际应用的数字喷泉码。尽管采用BP(置信)译码算法的LT码的编译码复杂度已接近线性,但依然会增加较大的时延。文章提出了一种DRE(分解重组编码)算法,对所有信息包分解后重新组合,分成多组并行编码,有效地降低了编码时间和译码的操作数,减少了数据传输时延。该编码方法可适用于不同度分布函数。仿真结果表明,当信息包数量K=1 000和2 000时,采用同样的度分布可以达到NRE(非重复编码)的性能,并能够减少约75%的编码时间和大量的译码操作数。