喷泉码的编译码算法研究与仿真实现

发布时间：2017-09-04 12:17

  本文关键词：喷泉码的编译码算法研究与仿真实现

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【摘要】：随着通信网络技术的发展,社会对无线通信发送和接收质量、效率的要求都越来越高,无线通信技术被广泛地应用于各个领域,而无线信道的信道质量通常比较差,就会影响了通信的可靠性,喷泉码作为一种前向纠错技术,能够有效对抗信道干扰,很适合应用在无线网络中,本文以喷泉码为研究对象,在编译码算法和不等差错保护等方面做出了一定的贡献。喷泉码是一种不需要信道反馈来保证数据可靠性的一种编码,它作为一种无码率码,可以灵活地配置信道资源,从而实现数据的高效可靠传输。而且喷泉码的编译码复杂度相对较低,无论在军事领域还是民用领域,以LT码和Raptor码为代表的喷泉码都起着十分重要的作用,也越来越多的受到了来自业界和学术界的关注,本文以喷泉码为研究对象,在喷泉码的度分布、编译码算法、不等差错控制等方面进行了研究。具体主要工作如下:首先介绍了喷泉码的基本概述,包括它的特点、发展历程、研究现状,对几种有代表性的喷泉码进行了详细介绍,分析了它们的优缺点,并以LT码和Raptor码为对象介绍了喷泉码是如何编译码的。其次,对五种具有代表性的喷泉码度分布函数——平均度分布、度-1分布、二项分布、理想孤波分布和鲁棒孤波分布进行了研究,决定喷泉码的编译码性能的关键因素之一就是喷泉码的度分布设计,然后从度分布的设计出发,针对两种具有代表性的喷泉码——LT码和Raptor码为研究对象,研究了它们的编译码的方法,并对它们的优缺点进行了介绍,对喷泉码在不同度分布条件下进行了译码成功率、误码率的仿真;最后,针对不等差错保护编码方案的具体应用,论文研究了UEP喷泉码的实现方法,在此基础上,提出了一种UEP喷泉码的优化设计方法,该方法分析了现有UEP喷泉码设计方法的缺点,在此基础上进一步改进了现有的UEP喷泉码,基于一定的信道条件情况,全局优化了重要信息和不重要信息的编码方式和译码性能。仿真结果表明与传统的UEP喷泉码方法相比,优化设计的UEP喷泉码具有更好的整体译码性能。
【关键词】：喷泉码 编译码算法 度分布 不等差错保护
【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】：2016
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 课题研究背景、目的及意义14-15
• 1.2 纠错编码技术的发展历史15-16
• 1.3 喷泉码的国内外研究现状16-20
• 1.3.1 喷泉码的研究意义16-17
• 1.3.2 喷泉码的研究现状17-20
• 1.4 论文研究内容及章节安排20-22
• 1.4.1 论文研究内容20-21
• 1.4.2 论文章节安排21-22
• 第二章 喷泉码技术概论22-36
• 2.1 喷泉码的基本概念22-24
• 2.1.1 删除信道模型22-23
• 2.1.2 数字喷泉码的原理及定义23-24
• 2.2 LDPC码和Tornado码24-26
• 2.2.1 LDPC码24-25
• 2.2.2 Tornado码25-26
• 2.3 随机线性喷泉码26-28
• 2.4 LT码28-31
• 2.4.1 LT码的编译码过程29-30
• 2.4.2 LT码的码度分布30-31
• 2.5 Raptor码31-34
• 2.6 本章小结34-36
• 第三章 喷泉码的编译码器设计36-52
• 3.1 LT码度分布36-41
• 3.1.1 经典投球过程36-37
• 3.1.2 传统度分布37
• 3.1.3 理想孤波分布37-39
• 3.1.4 鲁棒孤波分布39-41
• 3.2 LT码编译码方法41-44
• 3.2.1 LT码编码方法41-42
• 3.2.2 LT码的置信传播译码算法42-43
• 3.2.3 LT码的高斯消除译码算法43-44
• 3.3 LT码译码算法性能分析44-45
• 3.4 Raptor码的引入及编码器结构45-49
• 3.4.1 Raptor码的思想45-46
• 3.4.2 Raptor码的结构及预编码方法介绍46-49
• 3.5 Raptor码的性能仿真49-50
• 3.6 本章小结50-52
• 第四章 不等差错保护喷泉码的设计52-66
• 4.1 引言52-53
• 4.2 早期UEP喷泉码技术方案53-56
• 4.2.1 UEP-LT码53-54
• 4.2.2 基于扩展窗的UEP喷泉码54-56
• 4.3 分布式UEP喷泉码56-60
• 4.3.1 与或树介绍56-58
• 4.3.2 分布式UEP喷泉码概述58-60
• 4.4 改进的分布式UEP喷泉码方案60-65
• 4.4.1 编码原理60-62
• 4.4.2 仿真分析62-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 全文总结66
• 5.2 展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 作者简介74-75

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本文编号：791496