LT码的性能分析与研究

LT码（Luby Transform Codes）属于数字喷泉码,是一类新型前向纠错编码算法,适用于基于包通信的删除信道环境。本文概述了LT码的编译码原理及实现方法,对LT码的理想孤子度分布算法和鲁棒孤子度分布算法进行了仿真验证,分析了LT码在包删除信道下的性能,讨论了实际应用中的参数优化规则,研究结果对提高实时纠删应用的性能具有重要的实用价值。     

基于一维Markov映射的LT编解码研究

为解决数字喷泉码编码分组中度和邻接关系间的传输与恢复问题,提出一种基于一维Markov映射(ODMM)的LT编解码算法。根据ODMM的相空间分布特性,通过映射方程产生均匀分布的伪随机序列,实现对编码分组的度和邻接数据的选取,用混沌方程初值作为公钥,实现喷泉码的度与邻接关系的低开销传输与恢复。仿真结果表明,该算法结构简单,能降低传输消耗,提高译码成功率。     

空间耦合LT码的性能研究

空间耦合LT码是将空间耦合概念用于LT码的一种新型信道编码技术,因其良好的性能被广泛研究。介绍了空间耦合LT码的编码过程,利用密度演进算法研究了其在信息位无限长时的渐进性能,并且比较了空间耦合LT码在规则度分布与不规则度分布下的译码错误率和译码复杂度。同时在有限信息位长度下针对两种度分布进行大量仿真,分析并比较了两者的性能。结果表明:信息位越多,空间耦合LT码越能在低开销时获得低译码错误率,以更快的速度接近渐近性能,在译码错误率相差无几的情况下,使用不规则度分布的空间耦合LT码比使用规则度分布有更快的译码速度,而且在有限信息位长度时译码错误率性能更好,能以更快的速度接近渐近性能。     

一种基于短LT码的级联编译码算法

针对实时无线通信对短纠删码的需求,提出一种短码长LT码与传统纠错码的级联方案。在综合考虑算法复杂度与纠错性能的情况下,选取RS码和卷积码的级联(RS-CC码)以构造等效删除信道,并采用实时性高的短LT码实现纠删功能。文中设计了一种适合短LT码的译码算法,同时给出了编码度分布的选取方法。仿真结果表明,与已有短喷泉码相比,文中短LT码成功译码时所需编码冗余更少,应用到级联方案后的数据传输可靠性明显提高。     

基于改进喷泉码的高可用性数据冗余方案

分析线性喷泉码、改进的LT码和Raptor码,研究预编码技术,阐述基于RS码的改进型Raptor码技术。该技术能克服LT码解码代价不固定的缺点,具有解码率高、抗删除能力强等优点,适合处理数据网络传输的安全问题和数据的高可用性问题。仿真结果表明,改进型Raptor码较LT码在相同编码冗余度下提高了可译码概率,在一定可译码概率下降低了编码冗余度要求。     

一种LT码度分布优化方法

作为一类码率不受限的纠删码,Luby变换(Luby transform, LT)码已成功地应用于无线通信,实现数据的可靠传输。度分布是影响LT码性能优劣的关键因素。然而,传统的鲁棒孤子分布(Robust soliton distribution, RSD)在LT码码长较短下的性能不够理想。针对该问题,提出一种适用于二进制删除信道(Binary erasure channel, BEC)的新型LT码度分布优化方法。基于度分布重要特性,采用人工鱼群算法(Artificial fish swarm algorithm, AFSA)对RSD中某些重要度数的比例进行寻优。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编码可降低译码开销,并节约编译码耗时。     

Raptor码在卫星通信中抗干扰性能研究

为了提高卫星通信抗干扰性能,在对卫星通信的信道特性分析基础上,提出一种将Raptor码作为纠删码应用于卫星通信系统的方案.文中采用了LDPC码+LT码串行级联编码来实现一个码率为0.95的Raptor码,并对在载波噪声干扰信道中传输的Raptor码的译码算法进行了研究,通过系统仿真,搭建一种基于最优化度分布Raptor码的卫星通信系统模型,并对其抗干扰的性能进行分析及研究.     

WSN中降低喷泉码存储冗余量的方法研究

针对由于数字喷泉码的冗余编码数据包和所需内存空间较大,导致无线传感器网络(WSN)实时性较差的问题,设计一种平均分帧长LT码的编译码系统。建立典型拓扑结构模型,应用网络编码和数字喷泉码的级联形式进行数据传输,并对平均分帧长LT码的生成矩阵进行压缩编码。通过加权平均法和多比特打包法,在不破坏喷泉码特性的前提下降低无线整个传感器网络的存储冗余量。实验结果表明,该系统能使数字喷泉码降低103量级的存储冗余量,并提高WSN编译码效率及数据中心的数据恢复率。     

数字喷泉码度分布优化设计的最新研究进展

数字喷泉码是一种无速率码,能 够有效避免大规模网络广播组播传输中的“反馈风暴”问题,在大数据的网络传输中具有广 阔的应用前景。本文论述了当前数字喷泉码的研究现状,分别介绍了不同信道条件下几种典 型的数字喷泉码。度分布是数字喷泉码设计的基础,本文总结了现有数字喷泉码度分布优化 设计方面的研究工作,重点介绍了不同信道下基于密度演化方法的度分布设计模型,并分析 了存在的不足及改进之处。最后,对数字喷泉码的设计、应用和发展趋势给出了分析和展望 。     

喷泉码中LT码的二次译码算法

LT码是喷泉码的一种,采用LT码的BP译码算法时,当处理完度数为1的数据后,译码将无法继续,造成停止集为空集,影响译码效率。为此,提出一种新的二次译码算法,在译码停止后,针对剩下的编码分组仍然具有可译性的特点,进行进一步译码。仿真结果表明,该算法在译码开销为0.2~0.5的情况下,译码效率普遍提高20%左右。