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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

基于随机置换展开与停止集的LT码联合编译码算法

针对短码长LT码(码长在103以下)的随机编码方式,需要较高的编码冗余才能保证一定的译码性能的问题。设计了一种基于限制Tanner图连接边随机关系的随机置换展开编码算法,可以实现在较小编码冗余开销下提高短码长LT码的可译码概率。在此基础上,针对短码长LT码的传统BP译码算法效率不高的问题,充分利用BP算法译码失败的停止集剩余信息,设计了采用上述编码算法的短码长LT码的停止集高斯译码算法,可以获得接近最大似然译码的性能。仿真结果表明,所提出的编译码联合算法有效降低了短码长LT码满足10 4译码失败概率时所需的编码冗余开销。     

RS/LT级联编码在DVB广播中的应用

提出了一种改进的RS/LT级联编码构造方法,并分析了其在基于DVB广播中的应用.分析了RS-LT级联编码相对传统LT码在提高可译码概率方面的优点.仿真结果表明,该方法提高了LT码在相同编码冗余度下的可译码概率,降低了LT码在一定可译码概率下的编码冗余度要求.应用RS/LT级联码方法,可以减小DVB广播中因为媒体流失同步而导致的画面阻塞,具有很好的应用前景.     

中短长度LT码的展开图构造方法

该文提出了中短长度LT码的展开图构造方法。该方法以输出节点为根展开Tanner图,当满足停止准则后,随机选择未被覆盖或最深展开层的输入节点与根相连。展开图法通过展开深度门槛和最大可展深度两个参数的设置,在控制短环的基础上, 在尽可能大的范围内随机地选择输入节点。仿真结果表明,该方法与随机图等方法相比,能够有效地改善中短长度LT码的性能。     

双LT码防窃听方案设计

针对传统LT码在窃听信道中窃听者截获效率较高的问题,提出一种双LT码编码的防窃听方案。该方案在传统LT编码的基础上,将第一次LT编码得到的部分码字作为第二次LT编码的信源再次进行LT编码,推迟接收者译码开始时间,致使合法接收者先于窃听者译码概率增加,窃听者无法继续接收LT码并对所接收到的LT符号进行译码,进而使其截获效率降低。实验结果表明,双LT码防窃听方案与其它防窃听LT码相比,仅增加少量译码开销,但是却使窃听者的截获效率大幅度降低。     

LDPC Code Construction with Low Error Floor Based on the IPEG Algorithm

We propose a modification on the improved progressive-edge-growth(IPEG) algorithm. Proposed modification increases the connectivity of variable nodes using extrinsic message degree of variable nodes, which results in reducing the small stopping sets. Through computer simulation, we confirm that the codes constructed by the proposed algorithm have lower error floor than those constructed by the original IPEG algorithm.     

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。     

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.     

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。     

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。     

一种基于伪循环MDS码的准循环LDPC码构造方法

该文提出了一种利用两个信息符号的伪循环最大距离可分(MDS)码,构造围长为6的准循环低密度奇偶校验(LDPC)码的方法。在GF(q)中,它通过直接计算长为q+1的伪循环MDS码生成多项式,构造准循环LDPC码的校验矩阵。其主要利用了含两个信息符号的伪循环MDS码字特殊的循环性,及任意两个码字间距离不小于q的特点,使所构造的准循环LDPC码保证无4环。仿真结果表明,基于伪循环MDS码的准循环LDPC码在高斯信道下,能获得较好的误码性能。     

具有低编码复杂度准循环扩展LDPC码的构造方法

PEG(Progressive-Edge-Growth)算法是迄今为止构造性能优异的LDPC中短码的一种有效构造方法,然而直接采用该算法构造的LDPC码的编码复杂度正比于码长的平方,这是其实用化过程中的一个瓶颈。针对这一问题,提出一种具有低编码复杂度和低错误平层的准循环扩展LDPC码的构造方法。该算法在PEG算法基础上,先构造出近似下三角结构的半随机基矩阵,然后再对基矩阵进行扩展,该方法可以在不改变基矩阵的度分布比例情况下,有效消除短环。仿真结果表明,所提出的方法构造的LDPC码比原始的PEG算法构造的随机LDPC码具有更低的错误平层,而且编码复杂度更低,更易于硬件实现。     

Rateless Codes With Unequal Error Protection Property

In this correspondence, a generalization of rateless codes is proposed. The proposed codes provide unequal error protection (UEP). The asymptotic properties of these codes under the iterative decoding are investigated. Moreover, upper and lower bounds on maximum-likelihood (ML) decoding error probabilities of finite-length LT and Raptor codes for both equal and unequal error protection schemes are derived. Further, our work is verified with simulations. Simulation results indicate that the proposed codes provide desirable UEP. We also note that the UEP property does not impose a considerable drawback on the overall performance of the codes. Moreover, we discuss that the proposed codes can provide unequal recovery time (URT). This means that given a target bit error rate, different parts of information bits can be decoded after receiving different amounts of encoded bits. This implies that the information bits can be recovered in a progressive manner. This URT property may be used for sequential data recovery in video/audio streaming     

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。     

适于分层译码算法的LDPC码构造方法

The layered decoding algorithm has been widely used in the implementation of Low Density Parity Check (LDPC) decoders, due to its high convergence speed. However, the pipeline operation of the layered decoder may introduce memory access conflicts, which heavily deteriorates the decoder throughput. To essentially deal with the issue of memory access conflicts, we propose a construction algorithm of LDPC codes, to which a constraint condition is added in the Progressive Edge-Growth (PEG) algorithm. The constraint condition can guarantee that for our constructed LDPC codes, the sets of all the variable nodes connected to the consecutive layers do not share any common variable node, which can avoid the memory access conflicts. Simulation results show that the performance of our constructed LDPC codes is close to the several other LDPC codes adopted in wireless standards. Moreover, compared with the decoder for IEEE 802. 16e LDPC codes, the throughput of our LDPC decoder has large improvement, while the chip resource consumption is unchanged. Thus, our constructed LD-PC codes can be adopted in the high-speed transmission.