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.     

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。     

喷泉码在无线中继网络中的应用

无线网络中使用中继能够改善网络的吞吐量和覆盖范围。由于无线信道的统计特征随着时间和空间变化,当信道特征变化时,基于固定率编码的中继网络将变得低效率或者不可靠。喷泉码是一类新的纠错码,适合于时变信道和多播业务传输。喷泉码适合于应用在无线中继网络中,目的是实现无线信道传输的有效性、可靠性和鲁棒性。     

可靠多播方案的最佳有效负载长度研究

以保证可靠分发所需总传输时间为评判标准,在考虑分组头开销的条件下,研究了基于简单反馈重传、RS码(Reed-Solomon code)和LT喷泉码技术的3种多播方案中的有效负载长度选取问题,提出了通过理论分析确定最佳有效负载长度的方法,并以仿真实验进行验证。理论分析和仿真实验表明,对于不同的分组头大小和链路误比特率,各方案的有效负载长度均具有最佳取值;链路误比特率越高,最佳有效负载长度所带来的性能增益越明显。其中,基于LT喷泉码的可靠多播方案性能最优。     

基于LDPC码的数字喷泉编码

数字喷泉是近年发展起来的一类基于删除信道、面向数据分组的前向纠错编码技术,在广播类传输中具有明显的效率优势.该文提出了一种基于LDPC码的数字喷泉编解码方案,仿真结果表明,与已有的同类数字喷泉编解码算法相比,基于LDPC码的数字喷泉编解码算法具有更好的纠错性能和较低的编解码复杂度.     

基于新型随机度分布的压缩喷泉码

该文提出二进制指数随机度分布(Binary Exponential Random Degree Distribution, BERDD)函数,用BERDD函数生成度时提高了度1生成的概率,同时降低度1断层出现的概率,提高了迭代效率。进一步,为解决喷泉码需要传输带宽大的问题,提出基于码本压缩的传输方式。仿真表明BERDD分布较二进制指数度分布及稳健孤子度分布更能有效提高译码效率,在瑞利衰落信道条件下,基于码本压缩喷泉码传输方法能有效降低编码占用信道带宽。     

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.     

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.     

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。     

基于网络编码的无线多播速率选择机制

在无线多播通信系统中,每个接收节点与源节点(例如基站)之间的信道状态不相同。因此,过高或者过低的多播速率都会导致较大的传输延迟。而且,信道状态随节点运动而变化,仅仅基于当前信道状态信息(CSI)和接收节点已接收数据状态信息(DSI)的多播速率选择机制无法达到最优性能。该文根据节点CSI和DSI提出了一种基于信道预测多播速率选择算法(MDCP)来最小化传输延迟,并结合网络编码提高数据重传效率。仿真结果表明,与基于最差信道状态节点的多播速率选择算法和没有信道预测的基于最大延迟节点的多播速率选择算法相比,MDCP能够获得10%-20%延迟增益。     

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。     

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。      

A digital fountain approach to asynchronous reliable multicast

The proliferation of applications that must reliably distribute large, rich content to a vast number of autonomous receivers motivates the design of new multicast and broadcast protocols. We describe an ideal, fully scalable protocol for these applications that we call a digital fountain. A digital fountain allows any number of heterogeneous receivers to acquire content with optimal efficiency at times of their choosing. Moreover, no feedback channels are needed to ensure reliable delivery, even in the face of high loss rates. We develop a protocol that closely approximates a digital fountain using two new classes of erasure codes that for large block sizes are orders of magnitude faster than standard erasure codes. We provide performance measurements that demonstrate the feasibility of our approach and discuss the design, implementation, and performance of an experimental system.     

Decentralised distributed fountain coding: asymptotic analysis and design

A class of generic decentralised distributed fountain coding schemes is introduced and the tools of analysis of the performance of such schemes are presented. It is demonstrated that the developed approach can be used to formulate a robust code design methodology in a number of instances. We show that two non-standard applications of fountain codes, fountain codes for distributed source coding and fountain codes for unequal error protection lie within this decentralised distributed fountain coding framework.     

Exploiting classification for fountain data estimation in wireless sensor networks

In order to correct and avoid channel error, fountain codes were the best solution by limiting feedback channels and reducing energy consumption. Multi‐hops transmission is the principal limitation of the deployment and the use of these codes. Indeed, relayed transmission conducts to the generation of useless data, named overflow leading to a waste of energy, the most critical issue, and the big challenge in WSN. In this paper, based on a clustered architecture and estimation, we consider a distributed estimation scheme composing of sensor members and the cluster head. In order to reduce the number of a useless encoded packet generated as well as the impact of the overflow, we determine the optimal minimal number of encoded packets needed for data decoding. Sensor observations are encoded using fountain codes, and then messages are collected at the cluster head where a final estimation is provided within learning method. Then messages are collected at the cluster head where a final estimation is provided with a classification based on Bayes rule. The main goal of this paper is to determine the number of encoded packets by exploiting the classification model for fountain data estimation to minimize the overflow and extend the network lifetime.