分布式分级保护LT码

LT码是喷泉码的一种,它是线型无速率码,在删除信道中性能优越。数据传输中有一些数据相对来说可能更重要,在这样的传输模型中,对于关键信息的保护显的尤为重要。基于此目的提出了一种分布式LT码多信源节点信息的保护措施,分级保护LT码是通过改进每个节点的度为1和2的数据包的原始数据包的选择以提高整个码字的性能,在此基础上引入分布式模型,使得得到的分布式分级保护码字结合了分布式LT码和分级保护LT码的双重优点。     

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。     

系统分布式LT码的构造

LT码是一类可现实的喷泉码,喷泉码由于其本身的特性可以克服深空通信中反馈难以实现,距离远,变时延的困难。依次介绍了在有中继传输的深空通信中适用的分布式LT码编码以及相对普通LT码编译码复杂度更低,系统开销更小的系统LT码。在此基础上提出系统的两信源分布式LT码的编码方法,并通过仿真结果验证其性能,为喷泉码在深空通信中的应用提供了一类性能优良的编码方案和建议。     

空间信息网络中基于LT码的分布式存储策略

针对空间信息网络(Space Information Network, SIN)节点存储资源严重受限及存储可靠性问题,该文提出一种基于LT(Luby Transform)码的分布式存储策略(Distributed Storage Strategy based on LT codes, DSSLT)。采用定向随机漫步机制,使得源数据包能够更快地遍历整个网络。在信息估计阶段利用基于ID的估计方法进行网络全局信息估计,使所有节点快速获得网络全局信息。合理的数据包选择机制使得最终编码度分布趋于期望的度分布。分析和仿真结果表明,与具有代表性的分布式存储策略相比,该方法大幅度减少了数据包传输时的随机漫步步长,同时提高了译码性能,简单易行。     

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。     

基于FSO系统的多进制LT码性能分析

为克服空间光通信(FSO)链路受大气湍流效应的影响,将LT码应用到FSO系统中.多进制LT码具有较高的传输效率.提出一种新型度分布函数来改善多进制LT码的译码性能.计算不同进制LT码的译码失败率,并模拟强湍流信道,对采用不同编码方案的FSO性能进行仿真.结果表明:采用新型度分布的LT码能够降低译码失败率,且能有效改善FSO系统在强湍流情况下的性能.     

短长度分布式喷泉码的性能分析

LT码是喷泉码的一种,由于深空通信不能实现反馈,距离远,变时延的传输特性,LT码适合用于深空通信中,由于传统的单信源通信已经不能满足当前的通信需求,多信源多中继通信系统成为了研究的重点。介绍了短长度分布式二、四信源的通信模型,以及各自的度分布,并选取了码长较短、删除概率较小这几种情形通过仿真验证了各自的性能。仿真结果表明,二、四信源分布式LT码比LT码有更好的性能。     

LT码度分布的优化与设计

喷泉码作为一种信道编码是解决大气对自由空间光通信干扰的重要技术,而度分布是影响喷泉码性能的关键因素.针对喷泉码的度分布,首先从原理上分析了鲁棒谷子分布和固定度分布在性能上的不足,之后改进了固定度分布函数,提出了一种将滑动鲁棒谷子分布和改进的固定度分布这2种度分布相结合,并通过一个比例系数进行连接的新型联合度分布设计方案...     

LT码中高效联合度分布的设计

度分布是影响数字喷泉码性能的关键因素。传统的经典度分布如理想孤子分布、鲁棒孤子分布、二进制指数分布等,由于其明显的性能缺陷,已不能满足日益增长的多媒体业务的需求。为了设计一种性能优良的度分布,提出了两种新的联合度分布设计方案。首先,将泊松分布和滑动-鲁棒孤子分布相结合,构成一个比例系数的联合度分布;然后,将泊松分布、理想孤子分布、滑动-鲁棒孤子分布这三种度分布相结合,构成两个比例系数的联合度分布;最后,通过仿真查找的方法确定两种方案中的比例系数的最优值。仿真结果表明,提出的两种新方案和已知的经典度分布、单比例系数的联合度分布相比较,在译码成功率、误码率等性能指标上都有大幅提升。     

卫星数据广播分发系统中LT码的研究

提出了喷泉码中LT码的最优度分布算法,指出了其在实际应用中存在的问题,在此基础上提出了实用的次优度分布算法.仿真表明,在卫星数据广播分发系统中,采用基于次优度分布算法的改进型LT码,其信道利用率要优于基于健壮孤立子度分布算法的传统LT码,且远远好于采用RSE码和不采用分组级FEC技术时的信道利用率,研究结果对提高卫星数据广播分发系统的信道利用率具有重要的实用价值.     

中短长度LT码的展开图构造方法

该文提出了中短长度LT码的展开图构造方法。该方法以输出节点为根展开Tanner图,当满足停止准则后,随机选择未被覆盖或最深展开层的输入节点与根相连。展开图法通过展开深度门槛和最大可展深度两个参数的设置,在控制短环的基础上, 在尽可能大的范围内随机地选择输入节点。仿真结果表明,该方法与随机图等方法相比,能够有效地改善中短长度LT码的性能。     

基于LT码的LBCMP迭代纠错方法

针对删除信道中发生错误的数据包,提出联合信道编码的LBCMP迭代纠错方法,该方法充分利用错误数据包中含有的正确信息,将LT编码包作为冗余纠错包与线性分组码相结合,并采用MP迭代译码方法进行纠错.理论分析及实验结果表明,采用LBCMP迭代方法可以减少为恢复错误数据包所需要的信源编码包数量.     

基于纠删码的分布式存储系统中针对多数据失效的树型并行修复技术

To reduce the time required to complete the regeneration process of erasure codes, we propose a Tree-structured Parallel Regeneration (TPR) scheme for multiple data losses in distributed storage systems. Under the scheme, two algorithms are proposed for the construction of multiple regeneration trees, namely the edge-disjoint algorithm and edge- sharing algorithm. The edge-disjoint algorithm constructs multiple independent trees, and is simple and appropriate for environments where newcomers and their providers are dis-tributed over a large area and have few inter-sections. The edge-sharing algorithm constructs multiple trees that compete to utilize the bandwidth, and make a better utilization of the bandwidth, although it needs to measure the available bandwidth and deal with the bandwidth changes; it is therefore difficult to implement in practical systems. The parallel regeneration for multiple data losses of TPR primarily includes two op-timizations: firstly, transferring the data thr-ough the bandwidth optimized-paths in a pipeline manner; secondly, executing data regeneration over multiple trees in parallel. To evaluate the proposal, we implement an event- based simulator and make a detailed comparison with some popular regeneration methods. The quantitative comparison results show that the use of TPR employing either the edge-disjoint algorithm or edge-sharing algorithm reduces the regeneration time significantly.     

新型LT码编译码方法及其在认知无线电中的应用

Luby变换(LT)码作为一种抗干扰编码技术,应用于认知无线电系统,可提高次用户数据传输的可靠性。编译码是影响LT码抗干扰性能的关键因素。为提高数据传输的可靠性和速度,该文提出一种适用于认知无线电系统的LT码联合泊松鲁棒孤子分布-叠层(CPRSD-H)编译码算法。编码过程中,编码器首先采用CPRSD进行编码产生编码分组和编码矩阵,随后通过编码矩阵中度数为1和度数为2对应的列向量携带双层信息：度数为1和度数为2的编码分组和与其相连接的输入分组的连接关系;部分原始数据信息。译码过程中,译码器首先通过第1层存储信息采用置信传播(BP)算法译码完成,随后一些未被成功译出的信息再通过第2层存储信息进行填补。仿真结果表明,将CPRSD-H编译码算法应用于认知无线电系统中,能够显著降低LT码的误比特率(BER),提高次用户有效吞吐量以及加快LT码编译码速度。

     

基于抛物线映射的混沌LT编码算法

该文提出一种基于抛物线映射和混沌置乱方法的LT编码算法。首先用混沌初始值作为密钥,采用抛物线映射产生混沌序列并转换为类均匀分布序列,再通过位置置乱算法生成LT码的度分布和度邻接数据序列,较传统的重要抽样方法具有更高的灵敏度,保留了理论分布的结构。实验结果表明,该算法具有实现结构简单、分组头部开销小、保密性好及高于传统重要抽样方法的性能。     

反馈信道下基于LT码的空间网络广播传输策略设计

由于其特有的广域宽覆盖等特点,数据广播业务一直是空间网络的主要业务。然而空地间信道由于受到远距离、天气变化及遮挡等因素影响,数据传输时延长且丢包率较高。为进一步提高数据广播的性能,该文将反馈信息与LT码相结合,提出一种新的空间网络数据广播传输策略。与传统的数据广播策略相比较,新的传输策略利用反馈信息估计信道丢包率,并在此基础上引入信道状态矩阵和数据包选择权重向量,设计了数字喷泉新的编码方法,进而使得数据在重传阶段能够根据信道状态和重传概率实时调整。仿真结果表明,新的数据广播策略能够实现传输较少数据包的基础上实现原始数据的可靠接收。     

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.