RaptorQ码级联方案在卫星通信中的应用

针对卫星通信对高可靠性纠删码的需求,文章提出了一种联合RaptorQ码和物理层信道编码的级联方案。在综合考虑纠错性能和复杂度的情况下,采用物理层编码构造等效删除信道,并选取长度可变且具有线性编译码复杂度的RaptorQ码以实现纠删功能。阐述了RaptorQ码的编译码原理和预编码算法,分析了级联RaptorQ码系统的纠错性能。理论分析和仿真结果表明,与现有同类级联喷泉码算法相比,所提方案具有较低的编译码复杂度和更好的纠错性能,在相同信道条件下成功译码所需的编码冗余更低。     

基于重要信息反馈的BATS码优化设计

BATS码是一种结合喷泉码和网络编码技术的新型前向纠删码,能有效保证数据在多跳网络中的可靠传输.在传统BATS码编译码方案中,反馈信息没有得到高效利用,为提高BATS码的译码性能,提出了一种改进的基于重要信息反馈的BATS码编译码算法,其中,重要信息包由接收端和发送端共同选择用于下一轮编码;同时,对重要信息的编码包在中...     

量子LDPC码在量子密钥分配中的应用

首先将BB84密钥分配协议等价成一个特殊的Wire-tap信道模型,即主信道是比特翻转率为0.25ε的二进制对称信道,窃听信道是删除概率为(1-ε)的二进制删除信道;然后利用量子LDPC码CSS(C1,C2)的编码方法和性质实现BB84协议下的Wire-tap信道的安全通信,同时证明了BB84协议的安全性;最后,通过计算该特殊的Wire-tap信道的安全容量,得到了基于量子LDPC码的BB84协议的可容忍误码率.     

一种基于无率纠错码的联合纠错保密方案

提出了一种基于无率码的信息安全可靠传输方案,在编码器和译码器中设置伪随机数发生器,产生随机的编码生成矩阵和删除图案,实现编码符号的随机产生和随机删除.伪随机数发生器的种子就是加解密的密钥.由于随机删除后编码符号的度分布未改变,无率码的纠错性能不受影响.在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下的仿真结果表明,窃听者译码的误比特率保持在0.5附近,误字率保持为1;而合法接收者的差错性能则与常规的无率码编码系统相同,实现了纠错和保密的功能.     

采用模运算和混沌的喷泉码

为了解决高速无线网络中的传输有效性问题,提出一类新的喷泉码机制及其编译码算法,称为中国变换(CT)码.不同于基于因子图和异或(XOR)运算的现有喷泉码机制,该码的编码算法通过在素数集中均匀选取素数将有限长度的原始分组不断分解为包含余数的编码分组,通过混沌位置置乱算法生成编码分组,接收端只要从这些编码分组中接收固定数量的分组,即能以100%的概率恢复译码.仿真实验验证了新喷泉码的机制及构造的有效性.     

双向中继信道中Polar码与物理层网络编码的联合设计

为解决双向中继信道中采用低密度奇偶校验码LDPC(low density parity check code)或Turbo码的网络编码系统信道编码编译码算法及设备的复杂度太高这一问题,提出一种联合Polar编码与网络编码的中继转发策略.该策略利用无线通信中信号的叠加特性和Polar编码、网络编码的线性性质直接估计网络编码的码字,使得中继节点进行Polar译码的复杂度和信源节点之间的信息交换时间都比直接网络编码系统减少了50%.同时,由于基于信道极化理论的Polar码具有在离散无记忆信道BDMC(binary discrete memoryless channel)上达到信道容量及编译码算法简单等优点,使得所提方案不仅保证了系统的可靠性,而且更容易实现.仿真结果验证了该方案的有效性.     

基于H．264的RCPC信道编码非平等误码保护

为了提高压缩码流在无线信道中传输的可靠性,设计了基于RCPC（Rate Compatible Punctured Convolutional）信道编码的非平等误码保护方案,在保证编码效率的前提下,使视频信息在无线信道传输过程中具有更强的抗差错能力。实验结果证明,不等差错保护机制的运用有效地改善了视频在无线信道系统中的传输性能,保证了视频图像序列的可靠传输,而引入自适应不等差错保护则能更有效地利用信道的容量,提高了传输效率。     

LDPC码的快速编码研究

根据LDPC码在删除信道下的译码算法重新阐述了基于稀疏校验矩阵码的快速编码方法,同时指出了Tornado码和RA码能够达到线性编码的原因．文中通过对快速编码的实现进行分析,提出了两种能够达到线性复杂度编码的码构造方法,仿真结果表明,采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码．     

喷泉码纠错的无线网络切片传输时间分析

为了提高无线通信中网络切片传输的吞吐率,避免引入大量的反馈延时,将无重传的喷泉码机制用于无线网络切片的纠错传输.在该方案中,采用基于喷泉码的前向纠错机制代替传统的自动重传请求机制,实现网络切片的无线传输;并针对喷泉码纠错机制,优化了网络切片的切片方案.这种方案,通过喷泉码无重传以及低冗余度的纠错特性,可以降低网络切片传输协议的复杂度和传输延时;尤其在丢包率较大的网络环境下,单位时间内喷泉码方案可以传输更多的有效切片数据,提高无线网络切片的传输吞吐率.在此基础上,分别构建了基于喷泉码的无线网络切片传输系统和基于自动重传请求方案的无线网络切片传输系统,并对这两个系统的传输时间进行了分析和比较.仿真结果表明:当网络丢包率超过5×10-2时,网络切片采用喷泉码方案具有比自动重传请求方案更低的传输时间;当丢包率为10-1时,喷泉码方案的传输时间比自动重传请求方案可降低22%以上;随着丢包率的增大,喷泉码方案在传输时间上的优势更加明显.     

增强安全性的LT码编译码方案

对LT码的编码方式进行修改,不产生度为1的数据包,改为产生相关联的度2和度3的编码数据包,避免信息的直接泄露. 由于不能使用常规的置信传播（BP）算法进行译码,相应给出在BP译码算法基础上增加度2数据包处理环节的译码算法（D2BP算法）,同时也给出降低译码复杂度的高斯消元译码算法（SGE算法）. 仿真结果显示,D2BP算法可在较低的译码开销下成功完成删除度1的LT码的译码. SGE译码算法译码开销明显低于BP类的译码算法,信道删除概率对其译码性能没有影响. 相比较传统的高斯消元算法,SGE算法的复杂度明显下降.     

采用模运算和混沌的喷泉码

本文提出一类全新的喷泉码机制及其编译码算法,称之为中国变换码。不同于基于因子图和异或运算的现有喷泉码机制,该码的编码算法通过在素数集中均匀选取素数将有限长度的原始分组不断分解为包含余数的编码分组,通过混沌位置置乱算法生成编码分组,接收方只要从这些编码分组中接收固定数量的分组,即能以100%的概率恢复译码。本文通过仿真实验验证了这种新喷泉码的机制及构造的有效性。     

交织和BCH编码对蓝牙2.0数据传输性能的改善

蓝牙2.0+EDR规范新增DH分组没有有效的纠错机制,其抗干扰能力差。通过在新规范中加入BCH编码和交织编码,以改善蓝牙的数据传输吞吐量及抗干扰能力。对于新增的数据分组,根据蓝牙标准协议,推导了相应的分组特性;建立了GE信道下数据传输速率与信道突发错误水平的关系模型;获得了在不同信道突发错误水平下的数据传输吞吐量。结果表明,在蓝牙2.0+EDR新规范中加入BCH编码和交织编码,在较高突发错误水平的信道中,其数据传输吞吐量提高了一倍以上,明显改善了数据传输的抗干扰能力。     

一种编码感知路由低时延数据传输算法

当前的编码感知路由算法在数据包编码时采用基于机会的网络编码策略,不会推迟数据包的转发来等待未来的编码机会,这样会降低网络编码对时延的贡献.为克服以上问题,提出了一种基于缓存管理的编码感知路由低时延数据传输算法.在编码节点,该算法采用基于队列长度的数据包决策策略来替代现有编码感知路由算法中的基于机会的网络编码策略.该算法在数据传输阶段之前引入了网络时延训练阶段,使编码节点获得了基于队列长度策略的最优阈值.仿真结果表明,在网络拥塞的情况下,此算法比传统的基于机会的网络编码策略具有更低的数据包传递时延和数据包丢失率,并且具有更高的吞吐量.     

THBP：支持可靠广播业务的无线多跳网络同步MAC协议

提出了一种单信道无线多跳网络同步MAC—three-handshake broadcast protocol(THBP)．采用基于收节点冲突发现机制的三握手过程,解决无线多跳网络中难以保证广播业务传输可靠性的问题．通过控制分组三次交互,可为节点调度可靠广播信道．广播信道调度过程中,信道冲突由收节点探测并报告．分析结果表明,该协议能够利用较小的开销,保证广播分组的可靠发送．     

基于距离能量感知的AOMDV协议研究

基于无线传感器网络中链路的稳定性与数据传输可靠性有直接关系,该文主要研究AOMDV的能量有限性以及由于能量不足问题导致链路频繁中断问题。针对AOMDV协议在路由建立过程中对路径节点剩余能量的忽略,在请求包RREQ结构中加入节点剩余能量参考机制,目的节点根据该剩余能量参考值决定路由是否建立。仿真结果表明,协议在数据包发送率、端到端延迟、平均跳数等方面有较好性能,协议的性能有了显著提高。     

5G蜂窝网辅助的车载自组网数据传输机制与路由算法

针对车联网中不同种类数据的传输需求,该文提出一种V2V和5G蜂窝网络结合的混合消息传输机制及路由算法。将车联网中的数据包分为时延敏感型和非敏感型两种类型,利用5G蜂窝网低时延、高可靠性、网络覆盖范围广的优势,高效传输时延敏感型的数据消息。由于自组网比高性能的5G蜂窝网具有更低的成本,因此针对时延非敏感型数据包设计了一种基于公交车辅助的路由算法。为降低通信链路断开机率,提出邻居表的更新时间预测机制,通过大量的仿真实验验证了该方案的有效性。实验结果表明,该方案可以提高数据包的传输成功率,降低端到端传输时延,减小端到端的传输跳数。     

基于视频解码依赖性的低延时无线视频广播纠删编码

提出一种能降低无线视频广播中视频延时的数据包纠删编码方法.该方法在利用视频接收端反馈信息的基础上,通过考虑视频数据包之间所具有的视频解码依赖性特点,以减少视频延时为目标构造用于视频广播的纠删编码数据包.相比于现有纠删编码,仿真结果表明,该纠删编码方法能使视频接收端获得更小的视频延时.