LT码的译码算法改进与应用研究

发布时间：2017-04-11 09:09

  本文关键词：LT码的译码算法改进与应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网技术的发展,网络中大规模数据的广播业务越来越多,对传输效率和可靠性的要求也日益增长。因此,如何通过有限的带宽实现高速可靠的信息传输,是近年来通信领域研究的重大课题。特别是在音视频业务中,不同信息重要性不同,而且网络中数据丢失率也会随信道状况不断变化,所以基于可变速率纠删码的非等差错保护(UEP)方案就成了一个较好的选择。数字喷泉码作为纠删码的一种,在删除信道下具有优越的性能,码率在传输过程中能够根据信道状况而改变,而其第一类实现——LT码,有着编译码复杂度低、性能良无需反馈等优点,应用前景较大,近年来人们对其编译码算法的研究和改进讨论较多。此外,考虑到网络编码在提升信息传输效率等方面的独特优势,在现有喷泉码与网络编码的基础上,怎样通过LT码和网络编码的优势结合,提升传输性能,进而实现UEP传输是本文研究的另一主要内容。本文具体工作如下:1.在介绍LT码编译码原理的基础上,针对在LT码的置信度传播(BP)译码过程中存在大量结构性冗余的情况,通过统计分析,提出了一种基于结构性冗余的改进型BP译码算法(IBP)。当译码中出现错误冗余时,利用众多其他冗余信息,采用先假设再验证的方法,纠正部分错误译码,从而减小了译码中的错误传播概率。最后,通过仿真实现与原有BP算法进行对比分析,证明了在一定的参数下,IBP算法的误码率低于原编码方法,性能较优。2.鉴于现有的LT码与网络编码的机会式融合方案性能较差,本文在引入初始度分布和基于扩展窗编码方法的基础上,提出了一种LT码与网络编码融合下的UEP方案,即基于扩展窗的优化度分布网络编码(EWDNC)。本方案通过非等差错初始度分布的引入和优化,完成了UEP传输。仿真结果表明,在数据发送端采用基于扩展窗编码算法后,随着初始度分布的不同,译码性能存在不同程度的改善。通过进一步的研究,提出了在固定网络结构下度分布的优化方案,并对网络结构、编码概率等其它影响因素进行了分析。
【关键词】：LT码 译码冗余 网络编码 非等差错保护 扩展窗喷泉码
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 论文研究背景和意义16-18
• 1.1.1 数字喷泉（DF）技术的提出和优势16-17
• 1.1.2 网络编码的提出与意义17-18
• 1.2 LT码研究现状及其存在的问题18-19
• 1.3 LT码与网络编码融合的研究现状及其存在的问题19-21
• 1.4 论文的主要工作及章节安排21-24
• 第二章 LT码和网络编码相关知识介绍24-38
• 2.1 喷泉码24-25
• 2.2 LT码的编译码原理25-28
• 2.2.1 LT码的编码25-26
• 2.2.2 LT码的译码26-27
• 2.2.3 度分布27-28
• 2.3 LT码性能仿真28-31
• 2.3.1 LT码的编译码实现28-29
• 2.3.2 LT码在BEC信道中的性能29-31
• 2.4 LT码的非等差错保护31-35
• 2.4.1 与或树分析法31-32
• 2.4.2 扩展窗编码方法（EWF）32-35
• 2.5 网络编码35-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第三章 LT码基于冗余的译码改进算法研究38-46
• 3.1 译码冗余分析38-41
• 3.1.1 LT码BP译码算法下的冗余38-39
• 3.1.2 第一种冗余re 出现的概率39-41
• 3.2 基于冗余的改进型BP译码算法41-44
• 3.2.1 假设译码41-42
• 3.2.2 标记集的使用42-43
• 3.2.3 基于冗余的改进型BP译码算法（IBP）43-44
• 3.3 译码性能的仿真分析44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 LT码与网络编码融合中的非等差错保护研究46-64
• 4.1 多跳网络拓扑结构46-47
• 4.2 LT码与网络编码融合的主要问题47-48
• 4.3 非等差错方案: 基于扩展窗的优化度分布网络编码（EWDNC）48-50
• 4.3.1 数据发送端：基于扩展窗的优化度分布方法48-49
• 4.3.2 中继节点策略：机会式网络编码49
• 4.3.3 接收端策略：BP译码49-50
• 4.4 编码性能研究50-59
• 4.4.1 应用场景模型说明50
• 4.4.2 初始度分布对网络编码性能的影响50-52
• 4.4.3 基于扩展窗的非等差错保护方法性能曲线52-56
• 4.4.4 采用优化度分布的性能曲线56-59
• 4.5 进一步的讨论59-62
• 4.5.1 机会式编码概率对性能的影响59-60
• 4.5.2 译码开销对性能的影响60
• 4.5.3 分组长度对性能的影响60-61
• 4.5.4 拓扑结构对性能的影响61-62
• 4.6 本章小结62-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-73
• 1.基本情况72
• 2.教育背景72
• 3.攻读硕士学位期间的研究成果72-73

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