喷泉编码的编译码技术研究

发布时间：2017-08-13 18:10

  本文关键词：喷泉编码的编译码技术研究

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【摘要】：深空探测经过半个多世纪的发展,取得了许多令世人注目的成果,深空通信的发展为深空探索开辟了道路,为人类开发和利用空间资源提供了保障。同时,深空探测的快速发展使人类的目光越来越远大,提高了对其通信技术的要求。极其遥远的通信距离和复杂的噪声环境使得传统的ARQ和HARQ等差错控制方案变得不可取,M.Luby提出的数字喷泉码,与传统的信道编码相比,其最大的特点就是码率不固定且不需要反馈,在深空通信系统中适用性很强。数字喷泉码工作于数据链路层,其每个编码包都对信源数据进行整体保护,在传输过程中丢失的每一个数据包,都可以被其后的接收数据包依照相应规则进行恢复。类似于广播方式,发送节点源源不断地发送数据包,在传输过程中,受信道噪声等因素的影响,不断有数据包被丢弃,但目的节点只要接收一定数量的数据包就可以完成对信源信息的完整恢复,此传输方案适合深空通信大时延的长距离通信。同时,基于数字喷泉码的分布式传输方案的提出,其在中继(尤其载荷受限的空间中继)采用更短长度和更低复杂度的编码,并且具有比通常的喷泉码更好的性能,为进一步实现深空环境中的可靠通信提供了有力保障。本论文在深空通信的背景下,对喷泉编码的相关技术进行分析研究。首先针对深空通信的特点,对喷泉码和分布式喷泉码的基本原理进行分析和仿真验证；然后考虑到信源信息中的不同优先级,针对传统端到端通信和分布式通信模型,分析了对重要信息的不等差错保护策略,同时在图像压缩编码标准下对不等差错保护策略的传输性能进行仿真验证,证实该保护策略的有效性,最后根据无标度网络平均路径长最小的特性,将无标度网络引入喷泉码的编码度分布算法中,设计出译码性能更好的无标度喷泉码,并在分布式系统环境下仿真验证,证实该方案具有更好的传输性能。
【关键词】：深空通信 数字喷泉码 分布式系统 不等差错保护 图像压缩编码 无标度网络
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
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本文编号：668627