一种联合度分布LT码设计

LT码是一类前向纠错信道编码,用于纠正信道分组删除(Packet erasure)。这类编码具有广泛的用途,包括计算机科学、网络传输、媒体存储、大文件下载等等。在LT码的设计中,度分布是成功解码和快速运算的关键。这篇文章展示了一种新的LT码设计,它将弱分布用于前期解码,再将增强型分布用于后期解码。由于弱分布具有低的平均度数,它可以显著地增加编码及解码的速度。同时,增强型度分布具有高的平均度数,能够提高成功解码的概率。通过一系列的仿真,笔者观察到这种设计的编码冗余度和编解码所需的异或运算量比使用Robusts oliton分布的参考方案降低大约50%。
     

一种联合度分布LT码设计

LT码是一类前向纠错信道编码,用于纠正信道分组删除（Packeterasure）。这类编码具有广泛的用途,包括计算机科学、网络传输、媒体存储、大文件下载等等。在LT码的设计中,度分布是成功解码和快速运算的关键。这篇文章展示了一种新的LT码设计,它将弱分布用于前期解码,再将增强型分布用于后期解码。由于弱分布具有低的平均度数,它可以显著地增加编码及解码的速度。同时,增强型度分布具有高的平均度数,能够提高成功解码的概率。通过一系列的仿真,笔者观察到这种设计的编码冗余度和编解码所需的异盛运算量比使用Robustsoliton分布的参考方案降低大约50％。     

一类具有稳健无标度特性的LT码及其性能

编码符号的度分布是影响LT码编(译)码性能的关键因素.根据LT码译码过程的消息传递机制,构造一类具有复杂特性的网络结构.利用无标度网络具有平均路径长度最短的特性,提出一种具有稳健无标度特性的LT码.实验结果表明,该编码方案在编(译)码效率、冗余因子、译码成功概率等3方面都优于基于健壮孤子分布的LT码和基于次优度分布的LT码.该编码方案对数据在无线中继网络中的可靠、高效传输具有实用价值.     

一种适用于短码长LT码的改进编码算法

LT码是第一种实用的无速率码,但短码长LT码在加性高斯白噪声（AWGN）信道中的性能不佳,原因是度数为1的校验节点的数量过少以及小度数值信息节点的存在。为了提高短码长LT码的误比特率（BER）性能,提出了一种改进编码算法。改进算法引入了权重因子和小度数分布函数用以间接地提高度数为1的校验节点的比例,从而提高了译码成功概率。算法按度数值从小到大的顺序将信息节点分类成若干个集合,并通过改变校验节点选择信息节点的方式,使得靠前集合中的信息节点始终能被优先选取,从而消除了小度数值的信息节点。仿真结果表明,改进算法在给定信噪比和码率值条件下均能实现BER性能的提升,且最多可获得近4.6dB的性能增益。     

LT码的远程光纤通信系统性能研究

针对传统前向纠错码在光纤通信系统中不能根据信道状况自动调整码率和常用光纤信道模型不准确的问题,提出基于码率可调LT码的非对称卡方噪声分布的光纤通信系统.在此基础上,针对LT码编码度1断层和生成矩阵中短环影响译码的问题,设计基于指数健壮度分布的去4环的联合编码算法.仿真结果表明,该文算法相比鲁棒孤波度分布译码算法效果有所提高,在收包数量一定的前提下,提高了译码成功率;同时LT码在卡方信道模型下的编译码性能优于其他信道.     

特定条件下的LT码关键参数性能研究

针对LT码的鳊译码过程,度数分布以及应用环境特性,提出了LT码度数分布中的关键参数分析模型,其核心思想是在对LT码的填译码参数进行极限值研究,在数学分析的基础上得出了最优化参数条件下的LT码性能,并且对各个参数的重要性进行分析,提出了数字喷采码译码失败概卒的具体值。在极限值条件下研究了接收的数据量对LT码的影响以及得出了最佳接收数据量。理论研究和仿真结果表明：提出的关键参数分析模型,能够较好的拟合实际LT码性能条件。     

基于混沌组合的LT编译码算法

传统的LT编译码算法多采用线性同余法(LCG)对编码信号的度和度邻接信号进行随机均匀选择,但线性同余法产生的随机数列具有独立性差,周期与计算机的字长有关的缺陷.针对该问题,将混沌映射引入LT码,构建基于混沌组合的LT编译码算法,使编码信号的度和度邻接信号得到更好的随机均匀选择.仿真结果表明,该算法具有分组头部开销少,便...     

开关度分布：一种改进的LT数字喷泉编码度分布

LT数字喷泉编码所采用的度分布是影响译码效率的关键因素。给出了一种改进的LT数字喷泉编码的度分布,即开关度分布,它结合鲁棒孤子分布和二进制指数分布的优点,可以产生足够多的度很小的编码数据包,减少了译码器启动译码过程所需要的编码数据包的数量,而且减少了译码器成功译码时所需要的编码数据包的总数量。通过仿真给出了最佳的开关点参数。仿真显示,与鲁棒孤子度分布和二进制指数度分布相比,采用开关度分布,明显改善了译码效率。     

删除信道下单反馈SLT编码

基于反馈信息的喷泉码在选择合适的度分布函数下可以有效降低译码开销.将DALT码与基于反馈信息的SRSD度分布函数相结合,提出一种适用在删除概率较低信道中使用的单反馈SLT编码方法.与传统LT码相比,该方法仅增加一次反馈,降低了编译码过程的复杂度,其编译码复杂度、开销等均与信道删除概率有关.理论分析及实验结果表明,在低删除概率信道中,采用所提方法可以有效地减少传输中编码包的个数,其喷泉码性能优于传统的LT码和SLT码.     

一种基于LT码的不等错误保护方法

针对在各种恶劣的信道环境中优先保证码流中相对重要数据的正确传输问题,提出了一种改进的基于LT码的不等错误保护(UEP)方案.首先在分析了目前基于LT码的UEP方案中因数据简单舍入操作可能带来性能恶化问题的基础上,提出了将度分布修正系数修改为优先级和输出节点度数的函数并且在计算重要数据节点的度数时采用按概率上下取整操作的改进方案,克服了目前方案中存在的性能恶化问题;然后推导了其在BEC信道中采用最大似然概率(ML)译码时UEP性能的理论上下界;最后对其在多进制删除信道中采用置信传播(BP)算法译码时的UEP性能进行了仿真实验.理论分析和仿真实验的结果都显示,与目前方案相比,该改进方案具有较好的UEP性能,同时增强了设计的灵活性.     

LT 码截短度分布对译码性能影响的研究

为了提高喷泉码的编译码性能,以 LT 码为基础,研究度分布对译码性能的影响。设计了一种基于 RSD 分布的截短度分布,并分析了这种截短度分布的译码性能。通过与其他截短度分布进行比较,新的截短度分布在保证译码成功时所需的开销更少,并且发现影响截短度分布性能的因素为最大度值及其概率密度,最大度值的选取与输入符号数有关。     

Hermitian码的完全权分布

Hermitian码的完全权分布对其自身编码和解码算法的设计，改进及性能分析都具有关键的作用。讨论了Hermitian码完全权分布的计算问题，结合计算机应用得出了几个具体Hermitian码的完全权分布，同时，提出了在Hermitian码及其对偶码的最小距离确定下时，一种计算Hermitian码完全权分布的简化算法。     

自由空间光通信中的数字喷泉码方法

为了克服大气衰减和光强起伏对自由空间光通信性能的影响,信道编码是解决大气湍流信道影响的关键技术.数字喷泉码是一种无固定码率的信道编码方法,其中度分布是数字喷泉码设计的基础,本文采用开关度分布的方法,并给出其开关点最佳值.实验仿真结果表明,分别在自由空间光通信系统的弱湍流和强湍流环境条件下,数字喷泉码相比于RS码有较好的编码增益,数字喷泉码中的开关度分布相较于二进制指数度分布、鲁棒孤子度分布,在相同的信噪比条件下,开关度分布的误码率更低,信息速率的下降趋势也最少,同时双开关度分布与单开关度分布相比,对于自由空间光通信系统的性能提升更大.因此,双开关度分布数字喷泉码能有效抑制大气湍流的影响,大幅度地提高自由空间光通信系统性能.     

基于优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制

针对水声通信带宽低、时延长、误码率高、多普勒效应显著等特征,分析了传统可靠传输机制在水下传感器网络应用的局限性,提出了基于数字喷泉码-优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制.采用反馈控制对Raptor码内码的鲁棒孤子分布和多项式描述的Shokrollahi度分布进行优化设计,降低了编码包平均度.进一步对Raptor码的内码—弱化的LT码(Luby transform codes)的编解码进行优化,实现了快速的编解码.基于优化Raptor 码的可靠传输机制采用反馈控制,动态评估信道删除概率,从而提高编解码和通信效率.通过Aqua-Sim仿真工具对提出的可靠传输机制与基于编码的多跳协同可靠数据传输(coding based multi-hop coordinated reliable data transfer,CCRDT)机制进行仿真对比.结果表明,所提出的可靠传输机制明显降低了传输开销,提高了数据吞吐量.     

Circulant矩阵构造准循环LDPC码的旋转环长分析法

低密度奇偶检验(QC-LDPC:Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check)码的环长分布影响决定着LDPC码的解码效果和编码复杂度,但其分析较困难.为此,首次提出旋转距离分析法,用于分析基于Circulant矩阵构造的准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC码)的环分布,并给出了任何一个基...     

CERCIS:一种视频媒体编解码片上系统的设计实现

基于面向特定应用的可配置处理器架构及其设计方法,设计并完成了一种视频媒体编解码片上系统芯片,它具有通用数字信号处理器的柔性编程及特定目标应用时的高性能等特点。该视频编解码片上系统由编码和解码2部分组成,编码和解码部分都采用相同的媒体信号处理架构。媒体信号处理编码、解码架构中分别包含一个8发射超长指令字数字信号处理器核,还包括实现视频媒体应用的专用数据传输单元,变长编解码单元以及接口单元,可以完成H.263视频媒体编码和解码。在0.13μm工艺库下模拟验证表明,该片上系统在17MH z工作频率下可完成15帧/s QC IF图像的H.263编码,在10MH z工作频率下可完成15帧/s QC IF图像的H.263解码。     

基于LDPC的分布式信源编码算法

分布式信源编码是一种新的编码方式,它实现相关信源的独立编码和联合解码。在保证解码输出质量的基础上有效降低信源编码复杂度。本文提出了一种基于LDPC的分布式信源编码算法,该算法针对高斯信源,基于陪集分割原理,采用LDPC码来实现。实验结果表明：相对于采用网格码和Turbo码实现的分布式信源编码,该算法直观简单且更具良好的性能。     

一种LT码编码生成矩阵的伪随机产生方案

常用的LT码编码生成矩阵的传输方案是在每个编码数据包的头部额外增加一个开销,用于放置该数据包对应的编码生成矢量.该方案会产生较大的开销,造成传输效率降低.给出了一种编码生成矩阵在编码器和译码器间伪随机同步产生的方案.采用该方案时,只要编码器和译码器伪随机数发生器的算法相同,种子也相同,就能产生一样的均匀伪随机数序列,将其进行转化后就能得到相同的编码生成矩阵.种子数据量小,且只需要在伪随机数发生器初始化时编码器和译码器间交换一次即可.实验结果显示,生成的伪随机度值符合指定的度分布函数,数据包的伪随机选择也符合泊松分布.相比较传统方案,该方案避免了编码生成矩阵的直接传输,减少了传输开销,提高了传输效率.     

CERCIS:一种视频媒体编解码片上系统设计实现

基于面向特定应用的可配置处理器架构及其设计方法,设计并完成了一种视频媒体编解码片上系统芯片,它具有通用数字信号处理器的柔性编程及特定目标应用时的高性能等特点。该视频编解码片上系统由编码和解码2部分组成,编码和解码部分都采用相同的媒体信号处理架构。媒体信号处理编码、解码架构中分别包含一个8发射超长指令字数字信号处理器核,还包括实现视频媒体应用的专用数据传输单元,变长编解码单元以及接口单元,可以完成H.263视频媒体编码和解码。在0.13μm工艺库下模拟验证表明,该片上系统在17MHz工作频率下可完成15帧/sQCIF图像的H.263编码,在10MHz工作频率下可完成15帧/sQCIF图像的H.263解码。     

基于 Raptor码的无线传感器网络数据分布存储

在无线传感器网络中,经常出现节点失效等意外情况。如何实现数据的分布式存储是无线传感器研究的重点。根据以包为中心编码的相关研究,提出了一种基于Raptor码的无线传感器分布式数据存储方案。 Raptor码是喷泉码的一种,是一种在删除信道上有效的低复杂度的编码。通过预编码形成虚拟节点,使校验包更多的参与LT编码（ Luby transform code）,提高了编码的随机性。实验证明在有噪声条件下,具有优于分布式LT码的性能。