一种新型的喷泉编码技术研究

喷泉编码是一种新颖的编码技术,核心算法使用简单的同位及线性方程式,编译码只需要很低的处理功能,随着其学术理论的日益完善,获得了越来越多的应用;文章介绍了喷泉编码的基本概念和特点,详细地分析了LT码的编译码过程,介绍了两种良好的度分布函数,并对度分布函数的优缺点进行了讨论,最后简述了喷泉编码的应用前景。     

一种多进制喷泉码短码的编译码方法

喷泉码在码长较长时,采用复杂度与码长呈近线性关系的置信传播译码,可靠性接近香农限,编码效率接近1。由于喷泉码在编码效率和译码复杂度方面具有优势,因而在多媒体广播多播、分布式存储、容迟容断网络等领域得到广泛应用。但基于二进制的传统喷泉编码,为了获得较好的译码性能和编码效率,码长比较长,一般都需要达到几千甚至几万个符号;应用于短文件的存储、传输,编码效率大为下降,带来存储和效率的急剧下降。文章介绍了一种多进制喷泉编译码,其效率与二进制编码相比,在效率和性能方面得到显著提升,但译码复杂度仅略有上升。     

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。     

一种改进的基于部分信息喷泉码度分布设计

与传统的喷泉码相比,基于反馈信息的喷泉码可以有效降低译码开销,其编码所采用度分布则是喷泉码设计的关键,本文提出一种适用于反馈喷泉码的基于部分信息度分布构造方法.该方法首先提出具有较小译码开销的最佳单项式度分布函数,并将其与传统的SRSD度分布相结合,然后通过参数调整可以获得修正后的ISRSD度分布函数.仿真结果表明在已知部分信息的喷泉码中,与传统的SRSD度分布函数相比,采用ISRSD度分布函数进行编码使其性能得到明显的提高.     

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.     

喷泉码及其在通信网络中的应用

喷泉码是一种新颖的信道编码技术,可有效应用于分组级前向纠删技术中。喷泉码可以由k个原始分组生成任意数量的编码分组,而只要收到其中任意k(1 ε)个编码分组,即可通过译码以高概率成功恢复全部原始分组。精心设计的喷泉码不仅具有很小的译码开销ε,而且具有简单的编译码方法和很小的编译码复杂度。本文介绍了喷泉码的基本概念和LT码、Raptor码等实用喷泉码,并且从单点对单点、单点对多点、多点对单点通信等三个方面阐述了喷泉码在通信网络中的应用。     

数字喷泉码及其应用的研究进展与展望

 基于TCP协议的大部分网络通信都将接收到的数据包当作一个有序序列进行处理.TCP协议的这种有序序列模式限制了其在大量数据传输或将数据分布到大量用户的应用.基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据的传输方式,使得数字喷泉码成为一类适用于可靠通信的有效编码技术,而具有广阔的应用前景.本文综述了几类典型数字喷泉码的原理及其优缺点;探讨了这几类数字喷泉码的具体应用;指出了数字喷泉码研究中需要解决的一些关键问题.最后,对数字喷泉码的发展前景及研究方向进行展望.     

一种用于水声通信的喷泉码最大似然译码方法

针对水声通信特点,研究随机线性喷泉码及最大似然译码,在分块数较小的包传输中纠正删除错误。传统的最大似然译码为整包统一处理,译码延迟大。该文提出一种逐行累增的高斯消去方法,将译码过程划分到各块到达时隙中执行,利用二进制分布求和的概率公式对单块到达所需计算量进行分析。在实际水声通信处理平台上进行了验证,满足实时计算需求,可用于水下图像、传感器数据等的传输。     

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。     

一种规则变量节点度LTCodes编码方案

LT Codes差错平台(Erasure Floor)由变量节点的最小度决定,规则变量节点度LT Codes能够最大化变量节点的最小度,从而降低LT Codes的差错平台.该文提出一种新的规则变量节点度LT Codes编码方法,该编码方法省去了现有方法中对变量节点度值查找表的排序操作,降低了现有方案的编码复杂度;通过对度分布的修正增加低度校验节点,使得规则变量节点度LT Codes解码瀑布区域(雪崩区域)提前.仿真结果表明该文方法与现有方法相比有效减少了编码时间,降低了成功解码所需的平均传输开销,加快了误符号率收敛速度.     

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.     

广义分布式喷泉码的改进优化算法

广义分布式喷泉码是针对多信源单中继网络而提出的一种分布式喷泉编码方案,其采用两步优化算法,对中继和源的度分布分别采用线性和非线性规划进行优化求解。但该优化方法复杂度较高,且优化结果依赖于初始度分布的选取。针对该问题,本文对两步优化算法进行改进,提出了一种新的度分布优化算法。该算法基于非线性规划方程,对源的度分布只需进行一步优化,并避免了选取初值的问题,降低了度分布优化的复杂度。仿真表明,本文提出的改进优化算法能够提高优化的稳健性和可靠性,改善总体译码性能,降低系统的误码率。      

Raptor码译码算法的改进方案

喷泉码是一类重要的纠删码,特别是Raptor码,由于其非固定码率、逼近信道容量、可以有效纠删等方面的内在特点,非常适合作为应用层FEC而使用到各类系统中。主要就Raptor码的译码算法展开深入的讨论,在介绍现有译码算法的基础上,提出了Raptor码译码算法的优化思路,它能更好的平衡译码失败率和译码计算复杂度两个指标之间的关系,以更好的适用于某些特定应用场景的需要。     

BICM-ID系统中一种新颖的16QAM星座映射方案

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对系统性能改善有限, 通过调整比特位置分配, 基于互信息分析提出一种新颖的16QAM星座映射方案, 该方案提高了映射比特位的不等保护度。并根据互信息设计准则, 仿真分析了不同调制映射方案下BICM-ID系统的调制受限信道容量, 仿真分析表明: 在中高信噪比下, 新映射方案较传统Gray映射方案在信道容量上的提高最高可达2.38bit/channel。     

BICM-ID系统中一种新颖的16QAM星座映射方案

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对系统性能改善有限,通过调整比特位置分配,基于互信息分析提出一种新颖的16QAM星座映射方案,该方案提高了映射比特位的不等保护度。并根据互信息设计准则,仿真分析了不同调制映射方案下BICM-ID系统的调制受限信道容量,仿真分析表明:在中高信噪比下,新映射方案较传统Gray映射方案在信道容量上的提高最高可达2.38bit/channel。     

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.