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网友2286107238近日为您收集整理了关于LT码编译码算法优化及应用研究的文档，，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：分类号: 密级:U D C : 编号:工学博士学位论文LT 码编译码算法优化及应用研究博士研究生:钱晋希指导教师:赵旦峰教授学位级别:工学博士学科、专业:通信与信息系统所在单位:信息与通信工程学院论文提交日期:2013 年 4 月论文答辩日期:2013 年 6 月学位授予单位:哈尔滨工程大学Classified Index:U.D.C:A Dissertation for the Degree of D. EngThe Research on Optimal Encoding andDecoding Algorithm and Application of LT codeCandidate: Qian JinxiSupervisor: Prof. Zhao DanfengAcademic Degree Applied for: Doctor of EngineeringSpecialty: System munication and InformationDate of Submission: April,2013Date of Oral Examination: June,2013University: Harbin Engineering University哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字):日期: 年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位 12 个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字):日期: 年月日年月日LT 码编译码算法优化及应用研究摘要数字喷泉码(Digital Fountain code, DFC)是一种与信道相关性较小的网络编码,在深空通信、网络通信等领域中都具有潜在的应用价值。数字喷泉码可以改善现行网络传输机制,提高信息传输效率,并且在实际网络应用时,可以改善不同服务介质之间的差异性,满足用户对于数据存储中较高的要求。但编码数据包冗余度的大小、译码时延、节点发送停止标识、网络节点运算量估计与度数分布函数等都是使得其不易在实际网络中实现的关键问题。数字喷泉码在提出的时候是一种思想,并没有实际的编码算法,直到后来提出了一种主要的数字喷泉码算法——LT(Luby Transform, LT)码,其具有数字喷泉码固有的基本特征,因此,对 LT 码算法研究可以有针对性的理解数字喷泉码的构成、性质等,对改进算法以及提高数字喷泉码的实用性奠定基础。为了改善 LT 码的编译码算法,提供编码的仿真分析平台,论文基于实际项目背景对 LT 码进行研究,主要内容如下:1. 对数字喷泉码原理进行分析,work coding, NC)算法,探讨网络编码和数字喷泉码的特征,为在网络环境中应用具体的数字喷泉码算法提供基础;深入研究其度数分布函数和译码固有的失败概率等关键参数,在充分理解生成矩阵产生以及检测过程的基础上,给出参数在不同条件下的仿真结果;分析数字喷泉码的应用环境,研究其环境变化的适应性,并且讨论数字喷泉码研究中的关键问题。2. 论文针对度数分布函数不理想,没有易实现的合适度数分布函数设计依据,应用数学的极限分析算法,在 LT 码的度分布中进行研究,最终降低了 LT 码的编码平均度数和复杂度,其核心的思想主要是对 LT 码的编码过程在极限条件下进行推导,并且依据推导过程,分析得出了在极限条件下对 LT 码进行研究的结论。论文得出在不同的参数条件下,LT 码性能差异较大,通过合理的设计 LT 码方案,最大化 LT 码优势,优化了 LT 码的存储结构。3. 在前述研究的基础上,论文之后对于 LT 码中原始数据的选择问题,提出了一种不定帧长 LT 码方案,对不同的数据部分分别进行编码,通过不同的设计来提高性能。同时,将论文研究过程中提出的改进算法进行综合,提供一套仿真测试软件平台。论文在 Microsoft Visual C++环境中,完成编译码流程图设计和程序设计,达到实现 LT 码编译码仿真的功能。4. 论文针对 LT 码共有的存储空间大、译码概率低等弊端,研究并提出一种减少LT 码生成矩阵存储空间的方法,降低传输过程中的时延。因为生成矩阵的列相当于编哈尔滨工程大学博士学位论文码传送的数据包,将熵编码算法引入 LT 码的编码方案中,对生成矩阵按列进行熵编码优化,该方法能够较大幅度的减少 LT 码的数据量,并且保持 LT 码的特征和结构,使其译码准确度也有较大提高。通过理论研究和仿真分析得出,将生成矩阵进行优化后,较大地降低了其存储空间。5. 因为在 LT 码的编译码算法中,会存在时延,主要有编码过程的时延、传输过程的时延以及译码过程的时延三类,而时延过大会使接收机不能及时获取编码数据包,从而影响对信道情况的判断,较大地影响整个 LT 码的性能。论文重点分析了网络中编码传输某一编码数据包的时延情况,并且基于前述提出的不定帧长 LT 码结构,形成了以LT 码为基础的改进的网络通信流程,给出了公式推导结果。论文在特定的环境中,研究分析了快速 LT 编码的算法性能以及通信的基本模式。之后针对网络通信环境中的不同传输策略,对网络编码和 LT 码的时延性能进行分析和改进。6. 由于在很多通信系统或网络环境中,都存在带宽受限、对环境没有自适应能力、需要发送端预测网络环境以及大量的反馈重传以保证接收机正确接收原始数据等不利因素,使得通信的可靠性也受到限制。因此,论文在无线传感网络、水声网络的网络背景中探讨了 LT 码的性能,研究了该两种网络环境的基本拓扑模型,分析 LT 码在其中应用时的效果,从而改善数据的传输性能。关键词: LT 码;网络编码;生成矩阵;数学极限法;LT 编码传输时延LT 码编译码算法优化及应用研究ABSTRACTThe Digital Fountain code (DFC) is work coding algorithm that has the leastrelevant to the channel, which is very potential for the deep space munication.

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