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.     

基于差分算法和Raptor码的广播通信应用研究

喷泉码由于译码开销低,编译码复杂度小,在卫星通信广播系统的业务中应用广泛。文章分析比较几种典型的数字喷泉码的编码方式,得出Raptor码性能更加优良,实际应用更加有效。通过减半差分算法和Raptor码的结合得出了一种方法使得文件传输在卫星通信广播系统中的应用变得更加有效。最后对喷泉码的发展远景进行了展望。     

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。     

LT码编译码分析及改进

数字喷泉码是一类不受限的纠错码,即从原始数据分组编码产生的编码分组序列是无限的。通过研究数字喷泉码中译码终止的原因,得出在数字喷泉码中,译码终止是由于缺少度数为1的编码包,导致译码提前终止以至译码失败。注意到度数为2的编码包在整个编码包中占有很高的比例;因此,将数据包分成两组,在度数为2时,分别从两组中取出数据,这样可以有效地提高数据的覆盖率,降低译码提前终止的概率。通过对编码算法的改进,提高整个数字喷泉码的译码成功率。     

一种基于数字喷泉技术的高效网络传输方法

针对网络时延和丢包率较大情况下传输控制协议数据传输带宽利用率低下的问题,提出了一种基于数字喷泉技术的高效网络传输方法.介绍了数字喷泉码的编译码原理,设计并实现了基于 Raptor 码和用户数据包协议的高效可靠数据传输系统,给出实际测试结果.实验结果表明,该方法的传输效率较传统方法有较大幅度的提高.     

RS码软判决译码算法研究的最新进展

本文在简要介绍RS码的基本概念及其译码算法的基础上，着重介绍了近几年来RS码软判决译码算法的最新进展，其中包括最大似然译码、代数软判决译码、基于Turbo编译码的软判决译码以及基于和积算法(SPA)的软判决译码算法等。     

基于整数运算的LDPC码改进最小和译码算法

对高斯信道下低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes)的传统译码算法进行深入研究,提出了基于整数运算的LDPC码改进最小和译码算法.相对于归一化最小和算法(Normalized Min-Sum),该算法根据每次迭代的判决情况增加了一个校正因子,使译码性能得到提高,经过整数量化后易于硬件实现.仿真结果表明,该算法在2.1 dB时性能优于LLR BP算法,且运算复杂度较低,译码速率较快.     

低莱斯因子衰落信道下的Turbo码性能研究

基于Turbo码编译码技术,在Rician衰落信道模型下,详细研究了Turbo码Log-MAP译码算法和SOVA译码算法在低Rician因子衰落信道下的性能,并结合调制技术对整个编译码系统进行Matlab仿真。仿真结果表明,在低Rician因子信道下,Log-MAP译码算法的性能优于SOVA译码算法。     

基于对数域的多进制LDPC码改进译码算法

为了进一步降低多进制LDPC码译码的复杂度,分析了扩展最小和算法(EMS)存在的不足,提出了一种基于对数域的多进制LDPC码的改进译码算法.该算法一方面根据每次迭代中变量节点的概率分布对的平均方差自适应选择FHT的阶数;另一方面算法中校验节点的更新运算由乘法转化为基于对数域上的加法运算,从而更易于硬件实现.仿真结果表明,与EMS算法相比,该算法性能与收敛速率均有明显改进.     

一种改进的基于部分信息喷泉码度分布设计

与传统的喷泉码相比,基于反馈信息的喷泉码可以有效降低译码开销,其编码所采用度分布则是喷泉码设计的关键,本文提出一种适用于反馈喷泉码的基于部分信息度分布构造方法.该方法首先提出具有较小译码开销的最佳单项式度分布函数,并将其与传统的SRSD度分布相结合,然后通过参数调整可以获得修正后的ISRSD度分布函数.仿真结果表明在已知部分信息的喷泉码中,与传统的SRSD度分布函数相比,采用ISRSD度分布函数进行编码使其性能得到明显的提高.     

A novel approach of limited-randomness fountain codes in deep space communication

Digital fountain is applied into deep space communication for its rateless and non-feedback forward error correction. However, the long code length and encoding overhead are confined factors to guarantee a considerable recovery probability as power and buffer-limited equipment in deep space environment. At the same time, the typical fountain decoding is sub-optimum decoding algorithm. We propose a new approach, Dependent Sequences Compensation Algorithm (DSCA), to improve the encoding efficiency by restricting the randomness in fountain encoding. While decoding algorithm is also optimized by redundant information in stopping set. The results show that the optimized method can obtain a 10⁻⁴ decoding failure rate with overhead under 0.20 for code length 500, which indicates the usefulness of the proposed approach in deep space communication.     

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。     

基于高斯消元的BATS码的改进译码算法

BATS码是一种包括外码和内码的纠删码,外码是喷泉码的矩阵形式。内码是网络编码结构,采用随机线性网络编码算法。BATS码的常用译码算法为BP译码算法,但对有限长BATS码,BP译码算法的性能有大幅度的衰减。因此,在计算资源充足的情况下,可以在BP译码器后采用高斯消元算法对BATS码进行译码。采用高斯消元算法时,矩阵满秩则输入数据包可译,反之则不可译。因此,利用当矩阵不满秩时也有部分包可译的特点,识别并将这部分可译包译出,从而提高高斯消元译码器的译码性能。     

Exploiting classification for fountain data estimation in wireless sensor networks

In order to correct and avoid channel error, fountain codes were the best solution by limiting feedback channels and reducing energy consumption. Multi‐hops transmission is the principal limitation of the deployment and the use of these codes. Indeed, relayed transmission conducts to the generation of useless data, named overflow leading to a waste of energy, the most critical issue, and the big challenge in WSN. In this paper, based on a clustered architecture and estimation, we consider a distributed estimation scheme composing of sensor members and the cluster head. In order to reduce the number of a useless encoded packet generated as well as the impact of the overflow, we determine the optimal minimal number of encoded packets needed for data decoding. Sensor observations are encoded using fountain codes, and then messages are collected at the cluster head where a final estimation is provided within learning method. Then messages are collected at the cluster head where a final estimation is provided with a classification based on Bayes rule. The main goal of this paper is to determine the number of encoded packets by exploiting the classification model for fountain data estimation to minimize the overflow and extend the network lifetime.     

数字喷泉码及其应用的研究进展与展望

 基于TCP协议的大部分网络通信都将接收到的数据包当作一个有序序列进行处理.TCP协议的这种有序序列模式限制了其在大量数据传输或将数据分布到大量用户的应用.基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据的传输方式,使得数字喷泉码成为一类适用于可靠通信的有效编码技术,而具有广阔的应用前景.本文综述了几类典型数字喷泉码的原理及其优缺点;探讨了这几类数字喷泉码的具体应用;指出了数字喷泉码研究中需要解决的一些关键问题.最后,对数字喷泉码的发展前景及研究方向进行展望.     

基于SISO的LDPC码盲译码算法研究

针对传统BP译码算法需要初始条件的缺点,本文提出了一种基于软输入软输出(SISO)的LDPC码盲译码算法,所提算法采用类似BP迭代译码算法步骤,通过对距离信息进行迭代处理,实现无需接收信号的信噪比和信道状态即可译码;同时,还将所提盲译码算法推广到多进制LDPC码的译码应用中。本文所提盲译码算法在初始状态难以确定以及接收信号信噪比难以估计的通信信道中具有重要价值。仿真结果表明,所提算法不论是在AWGN信道还是在瑞利衰落信道上都能取得优良的性能,不论是与标准BP译码算法还是与分层BP译码算法相比,在性能相近的情况下,计算复杂度都有所降低。     

喷泉码及其在无线视频组播环境中的应用

针对无线组播环境,根据中间节点功能不同的情况,提出了两种喷泉码数据分发调度方案.并针对无线组播用户面临信道质量不同的情况,提出一种混合喷泉编码方案,发送端根据组播用户信道质量的差异选取不同码长的喷泉编码.实验证明,对丢包率高、信道质量差的接收端而言,短码长的喷泉编码方案提高了接收端的译码成功概率.     

n维超立方体模映射安全隐写算法

针对目前基于模函数的隐写研究现状,提出n维超立方体模映射隐写算法.根据模运算性质定义一个n维模函数,将n个像素值映射到一位aⁿ进制数值,从而可以实现将一位aⁿ进制信息隐藏到n个像素中.选择不同的参数a可以得到不同的嵌入率和载密图像视觉质量,选择较大的参数n且a为偶数时可以得到更好的载密图像视觉质量.理论分析和实验结果表明,本文算法与众多隐写算法相比,不仅具备这些算法的功能,而且具有更好的载密图像视觉质量、安全性和更强的实用性.     

基于LDPC码的数字图像水印算法研究

传统的数字水印不具备抗比特攻击能力,本文提出一种基于LDPC码的数字水印算法,对水印图像编码,可抵御比特攻击。水印图像在进入高噪声信道前需要进行LDPC编码。本文给出了LDPC码的编码结构,可传播置信解码算法。通过仿真结果表明,该算法降低了水印图像在传输中的误码率,具有较强的鲁棒性。