基于优化LT码的深空数据传输策略

针对深空通信中时延长、误码率高、信道非对称及短码长LT码冗余度高、译码成功率低等问题,提出一种基于优化LT(OLT)码的深空数据传输策略。首先通过调整度分布函数、采用新颖的数据包选择策略以及联合译码算法,提出OLT码。然后,提出基于OLT码的深空数据传输策略:发送端对数据文件进行OLT码编码并发送;在接收端,使用联合译码算法对接收到的编码包进行译码得到原始数据。仿真结果表明,与LT码相比,OLT码能够提高译码成功率并降低冗余度;与CFDP相比,该策略可以有效降低时延,提高数据传输的有效性和可靠性;在高丢包率的情况下,该策略的优势更加明显。     

Raptor码在卫星通信中抗干扰性能研究

为了提高卫星通信抗干扰性能,在对卫星通信的信道特性分析基础上,提出一种将Raptor码作为纠删码应用于卫星通信系统的方案.文中采用了LDPC码+LT码串行级联编码来实现一个码率为0.95的Raptor码,并对在载波噪声干扰信道中传输的Raptor码的译码算法进行了研究,通过系统仿真,搭建一种基于最优化度分布Raptor码的卫星通信系统模型,并对其抗干扰的性能进行分析及研究.     

基于极限条件的VFLLT码系统设计与性能研究

针对LT(Luby Transform)码的编码效率不高、时延长且译码概率低等弊端,将数学极限分析方法引入到LT码的度数分布中,提出了一种不定帧长LT码VFLLT(variable frame length LT)编译码系统方案,其核心思想是将原始数据进行适当的帧长设计,通过不定帧长的方法对原始数据进行拆分编译码。在理论推导过程中,详细分析了该不定帧长LT码设计方法的编译码复杂度和平均度数。理论分析和仿真结果表明:与传统LT码相比,不定帧长LT码能够有效地提高编码效率和译码概率,降低其编译码运算量和度数分布值,增强了LT码在实际系统应用时的可行性。     

LT码编译的改进方法

LT码的无速率特性使其可在删除率未知的删除信道下高效传输信息,但译码代价会因R集合为空集概率的增加而增加。针对该问题,提出一种LT码编译的改进方法,使信息单元的度数近似服从均匀分布,并去除生成矩阵中出现长度为4的短环,从而降低R集合为空集的概率。仿真结果验证,采用该方法能降低LT码的译码代价。     

空间耦合LT码的性能研究

空间耦合LT码是将空间耦合概念用于LT码的一种新型信道编码技术,因其良好的性能被广泛研究。介绍了空间耦合LT码的编码过程,利用密度演进算法研究了其在信息位无限长时的渐进性能,并且比较了空间耦合LT码在规则度分布与不规则度分布下的译码错误率和译码复杂度。同时在有限信息位长度下针对两种度分布进行大量仿真,分析并比较了两者的性能。结果表明:信息位越多,空间耦合LT码越能在低开销时获得低译码错误率,以更快的速度接近渐近性能,在译码错误率相差无几的情况下,使用不规则度分布的空间耦合LT码比使用规则度分布有更快的译码速度,而且在有限信息位长度时译码错误率性能更好,能以更快的速度接近渐近性能。     

无线传输中Raptor译码算法研究

研究了在加性高斯白噪声(AWGN)信道中采用最小频移键控(MSK)调制的Raptor码的译码算法设计问题。基于Raptor码和MSK调制的特点,提出了一种改进的Raptor码置信传播译码算法。仿真结果证明该译码算法具有更好的译码性能。     

喷泉码中LT码的二次译码算法

LT码是喷泉码的一种,采用LT码的BP译码算法时,当处理完度数为1的数据后,译码将无法继续,造成停止集为空集,影响译码效率。为此,提出一种新的二次译码算法,在译码停止后,针对剩下的编码分组仍然具有可译性的特点,进行进一步译码。仿真结果表明,该算法在译码开销为0.2~0.5的情况下,译码效率普遍提高20%左右。     

一种基于短LT码的级联编译码算法

针对实时无线通信对短纠删码的需求,提出一种短码长LT码与传统纠错码的级联方案。在综合考虑算法复杂度与纠错性能的情况下,选取RS码和卷积码的级联(RS-CC码)以构造等效删除信道,并采用实时性高的短LT码实现纠删功能。文中设计了一种适合短LT码的译码算法,同时给出了编码度分布的选取方法。仿真结果表明,与已有短喷泉码相比,文中短LT码成功译码时所需编码冗余更少,应用到级联方案后的数据传输可靠性明显提高。     

无线传感器网络中不定帧长LT码系统研究

针对传统LT码编码效率不高、时延长且译码率低等问题,设计一种应用于无线传感器网络(WSN)的不定帧长LT码系统,对原始数据进行拆分编译码,从而满足WSN节点跟踪与数据传输要求的准确性、高效性以及不等差错保护。实验结果证明,该系统能提升WSN的编码率和译码率,提高数据中心的数据恢复率,增强LT码在实际系统应用中的可行性。     

Raptor Code预编码技术研究

在介绍LT Code的基础上,进一步探讨了Raptor Code。预编码技术是Raptor Code采用的核心技术,该技术能够克服LT Code解码代价不固定的缺点,有鉴于该文分析了多层校验预编码技术,并以此为基础提出基于RS Code的改进方法。该方法具有解码率高等优点,适合解决网络传输的安全问题。     

高斯消元译码下LT码性能分析

针对LT码在采用高斯消元算法时性能分析方法计算复杂且性能较差这一问题，提出了基于概率转移函数的性能分析方法。首先，对两种均匀度分布下的LT码进行了分析并给出了性能的定量表达式；其次，研究了一般性度分布下LT码，给出了一种简单有效的性能衡量的指标参数，并给出了参数的计算表达式；最后，对提出的性能分析方法进行了仿真验证分析。仿真结果表明，与基于生成矩阵满秩上下界计算方法相比较，基于概率转移函数方法对于均匀度分布码字的性能衡量最大误差降低到0.0124，一般码字计算复杂度降低到O（k²）。理论分析表明，基于概率转移方法能够更有效地指导通信领域LT码的优化设计。     

基于NSD度分布函数的LT码构造

提出一种新的度分布函数NSD,其与鲁棒孤立子度(RSD)分布函数在数学表达式及LT码构造方面所起作用截然不同。利用该度分布函数能够以较大的成功概率恢复原始数据,且解码开销很小。理论分析和仿真结果证明,利用该函数构造的LT码的编解码复杂度与采取RSD分布函数构造的LT码具有相同的数量级。     

无线多跳网络下解码率可控的匿名网络编码

无线网络易于受到外界攻击,现有的匿名通信方案均无法满足资源受限的无线网络,网络编码的自然匿名特性能够较好地解决这一问题,但是其解码率很难控制。LT码的编解码特性可以有效控制可解码率,但是它对于多级传输过程无法适应。结合LT码和网络编码的思想,采用LT码的编解码方式,通过控制各节点编码包的度分布和对系数矩阵的重新构造完成再编码,完成多级匿名通信,使得信宿在解码时解码率接近1－δ。     

Scalable Video Multicast Using Expanding Window Fountain Codes

Fountain codes were introduced as an efficient and universal forward error correction (FEC) solution for data multicast over lossy packet networks. They have recently been proposed for large scale multimedia content delivery in practical multimedia distribution systems. However, standard fountain codes, such as LT or Raptor codes, are not designed to meet unequal error protection (UEP) requirements typical in real-time scalable video multicast applications. In this paper, we propose recently introduced UEP expanding window fountain (EWF) codes as a flexible and efficient solution for real-time scalable video multicast. We demonstrate that the design flexibility and UEP performance make EWF codes ideally suited for this scenario, i.e., EWF codes offer a number of design parameters to be ldquotunedrdquo at the server side to meet the different reception criteria of heterogeneous receivers. The performance analysis using both analytical results and simulation experiments of H.264 scalable video coding (SVC) multicast to heterogeneous receiver classes confirms the flexibility and efficiency of the proposed EWF-based FEC solution.     

Fast and low-complexity encoding of Raptor codes based on operation lists for known source block lengths

Raptor codes can provide good error correction capability and efficient encoding and decoding rate. Its fountain code property is effective in avoiding packet retransmission for both unicast and multicast service delivery. Hence, there are many mobile, vehicular and broadband applications adopting it such as mobile multimedia broadcasting, multimedia communications for high-speed rails and broadband IPTV systems. In this paper, we present an efficient systematic Raptor codes encoder based on operation lists for known source block lengths. For a Raptor codes application that can frequently use one or several fixed source block lengths (i.e., the number of source symbols in a source block), we could produce the corresponding operation lists in advance and use them to generate the encoding symbols more efficiently. We first introduce the basic architecture of the proposed Raptor encoder, and then describe the details about how to generate operation lists and Raptor intermediate symbols. The simulation results show that our encoder is at least two times faster than the conventional Raptor codes encoder which is adopted by 3GPP and DVB-H. Besides, the reduction on CPU utilization for a real Raptor-based streaming server is described, which is from 11.59 % to 53.41 %, depending on the employed source block length and symbol size.     

BIAWGN信道中改进的LT码优化方法

在二进制输入加性高斯白噪声信道中传输LT码时,采用高斯近似方法预测置信传播译码算法的误比特率性能不够准确。为此,提出一种改进的高斯近似方法,其中,输入节点度分布采用泊松分布,相应的软信息为高斯混合物,在此基础上给出一种LT码度分布优化方法。仿真结果证明,该方法相比同类方法性能更优越。     

面向数据可靠传输的高译码率带反馈的LT码

基于有码率和无码率的纠删码技术常用于解决网络丢包问题,但是存在译码率不高等缺点.面向数据可靠传输的高译码带反馈的LT码通过利用多个编码之间相互异或操作制造新的译码条件,可以大大提高译码率.相应的反馈机制能够以较小的传输反馈代价,实现可靠传输.实验结果表明,与现有译码方案相比,该方案的译码率可以提高35％.