分布式无标度LT码

LT码是喷泉码的一种,在删除信道中性能优越,分布式喷泉码多信源多中继的特性适合用于深空通信中。无标度网络（SF network）具有平均路径（APL）长最小的特性,非常适合喷泉码的度分布设计需求。首先介绍了LT码的编译码算法,然后对无标度网络和基于无标度网络的SF-LT码度分布设计进行了详细分析和优化,最后在删除信道条件下,选取码长较短、删除概率较小的情形对分布式二信源SF-LT码进行仿真分析,仿真结果表明,与LT码相比,分布式SF-LT码具有更好的性能。     

LT码新型度分布及其在电力线通信中的应用

Luby变换(Luby Transform,LT)码作为信道编码应用于电力线通信(Power Line Communication,PLC),可实现电信号的可靠传输。度分布对LT码编译码性能的影响至关重要。为了得到更优的度分布,首先调整二进制指数分布(Binary Exponential Distribution,BED)中的度数比例,获得一种译码性能更优的改进的二进制指数分布(Improved BED,IBED)。然后,根据IBED在冗余度较小时译码成功率高,而冗余度增大后鲁棒孤子分布(Robust Soliton Distribution,RSD)的译码性能表现更佳的特点,通过求和归一化的方式将IBED与RSD两种度分布的优势进行有机结合,提出一种新型二进制鲁棒孤子分布(Binary RSD,BRSD)。仿真结果表明,与其他方法及传统的RSD相比,采用新度分布进行LT编码,可明显降低译码开销,并节约编译码耗时。将新型度分布应用于基于LT码的PLC系统中,能有效地抑制PLC信道中各种噪声对电信号的干扰,并提高通信效率。     

Decoding of LT‐Like Codes in the Absence of Degree‐One Code Symbols

Luby transform (LT) codes were the first practical rateless erasure codes proposed in the literature. The performances of these codes, which are iteratively decoded using belief propagation algorithms, depend on the degree distribution used to generate the coded symbols. The existence of degree‐one coded symbols is essential for the starting and continuation of the decoding process. The absence of a degree‐one coded symbol at any instant of an iterative decoding operation results in decoding failure. To alleviate this problem, we proposed a method used in the absence of a degree‐one code symbol to overcome a stuck decoding operation and its continuation. The simulation results show that the proposed approach provides a better performance than a conventional LT code and memory‐based robust soliton distributed LT code, as well as that of a Gaussian elimination assisted LT code, particularly for short data lengths.     

改善LT码性能的预译码集优化方法研究

喷泉码是第一种与码率无关的编码方式.LT码是在删除信道下性能优异的稀疏随机线性喷泉码.与传统编码相比,大大降低了编译码的复杂度.通过分析影响LT码性能的预译码集,提出了优化LT码预译码集的方法.主要在编码端改变初始预译码集大小以及修改度为2的生成矩阵,在译码端利用编码冗余情况来破解译码停止集,同时消除短环.大量的数据仿真结果表明本文方法对译码性能有明显的改善.     

LT码和q-LDPC码级联方案在深空通信中的应用

该文针对深空通信对长纠删码的需求,提出了LT (Luby Transform)码和q-LDPC码的级联方案。在综合考虑性能和复杂度的情况下,选取8-LDPC码和8PSK的级联作为等效的删除信道,长度选择灵活、编译码简单的LT码实现纠删功能。文中设计了两种短8-LDPC码,并对整个级联系统的纠错性能进行了仿真。仿真结果表明8-LDPC码的性能优于信源信息速率和码率相同的二进制LDPC码,级联系统在等效包删除概率不超过0.1时,系统误比特率以概率1趋于0。     

基于IBED和仿生算法的LT码度分布设计

度分布是影响Luby变换（Luby transform,LT）码性能优劣的关键因素,为了得到更优的度分布,提出一种基于改进的二进制指数分布（improved binary exponential distribution,IBED）和仿生算法的LT码度分布设计方案.采用IBED度分布进行LT编码,初始译码成功率可高达90%以上,但随着译码开销增大,译码成功率上升速度减缓,而此时鲁棒孤子分布（robust soliton distribution,RSD）的译码性能表现更佳.为了将IBED和RSD的优点有机结合,利用人工鱼群算法（artificial fish swarm algorithm,AFSA）在两种度分布间寻优,基于期望可译集构建该算法的目标函数,通过最大化目标值得到更优的度分布.仿真结果表明,与类似方法及传统的RSD相比,采用新度分布进行LT编码可明显降低译码开销,并节约编译码耗时.     

LT码的性能分析及仿真

LT码（Luby Transform Codes）属于喷泉码的其中一种,它是一类基于图的线性纠删码,其应用的信道环境是删除信道（BEC,Binary Erasure Channel）。这里主要介绍在二元删除信道模型下,LT码的4种度分布设计方法及,分析了短码长和长码长情况下的LT码在不同信道删除概率情况下的性能及比较。研究结果表明：在删除概率非常大的情况下,只要译码端接收到足够多的包都能以高概率译出原始数据包,只是产生的冗余度大,这里的结果将为系统选择不同参数的LT码提供参考。     

新型度分布的LT码在自由空间光通信中应用

由于自由空间光通信(FSO)受到大气湍流效应的影响,运用信道编码技术来保证FSO系统的稳定性。研究LT码原理,并将其引入FSO系统。分析LT码度分布需要满足的条件,引用泊松鲁棒孤子度分布来减小LT码译码开销、降低编译码复杂度,并应用于FSO系统来提高FSO系统性能。采用MATLAB进行仿真,比较泊松鲁棒孤子度分布与鲁棒孤子度分布的性能,并模拟在不同湍流信道中的FSO系统误码率。结果表明,泊松鲁棒孤子度分布具有较小的平均度值,能够减小LT的译码开销、降低编译码复杂度;且应用泊松鲁棒孤子度分布的LT码能够降低FSO系统中的误码率,保证FSO系统稳定。     

无线传输中短码长喷泉码的度分布优化算法

数字喷泉码是针对大规模网络数据分发而提出的一种新的信道编码方式。度分布是决定数字喷泉码译码性能的关键因素。为提高译码性能,针对应用于无线信道的喷泉码提出了一种度分布优化的算法。首先,根据理想孤子分布和鲁棒孤子分布产生度值序列,然后将该度值序列截短,在此基础上根据优化算法求解该序列中每个度值的最优概率,最后得到优化的度分布。仿真结果表明,本算法产生的度分布进行编译码产生的误码率低于鲁棒孤子分布和固定度分布,提高了译码性能。     

Decomposed LT Codes for Cooperative Communications

In order to reduce computation complexity and latency in cooperative communication system based on fountain code, a decomposed LT codes (DLT) based cooperative transmission scheme was proposed. The scheme comprises of two layers of random encoding but only a single layer of decoding. A general decomposition technique for the decomposed LT codes construction is developed. The transmission latency for the proposed scheme was analyzed. Simulation results show that the total time consumed under the proposed scheme can be significantly reduced compared to direct transmission and conventional cooperative transmission based on LT codes in the medium to high packet erasure rate regimes. Moreover, With the increase of packet erasure rate, the advantage of the proposed scheme is more evident.