基于度2分类的数字喷泉码译码方法

论文摘要

近年来,随着移动通信技术和因特网的迅猛发展,多媒体广播和组播技术得到了广泛的应用,而随着我国综合国力的提高,航天实力的发展,深空探测也受到了越来越广泛的关注。这其中数字喷泉码技术凭借着其本身优越的性能在各个通信领域得到应用和发展。本文以数字喷泉码为研究对象,对数字喷泉码的译码方案进行了深入的研究,为提高数字喷泉码的性能,扩展其应用范围,提高通信效率与质量做出了一定的贡献。喷泉码是一种新兴的无码率编码方案,将原信息分组后,编码包不是对原信息的简单复制,而是几个原始信息包信息相加的结果。编码器可以产生任意多的码字,通过信道向接收端传输,而不需要知道信道的具体信息;接收端只要接收到的编码包的数量略大于原始信息包分组的数量,就能以很高的概率还原出原始信息,从而完成通信。每一个编码包所包含的原信息的数量称为该编码包的度,针对传统的BP译码方案译码所需接收包数量大,并且必须接收到度为1的编码包后才能开始译码的缺陷,提出了一种基于度2编码包分类,用度3编码包进行匹对的译码算法。该算法利用一个假设的信息包对度为2的编码包使用BP译码进行分类后,所产生的类能快速将度为3的编码包降为度为1的编码包,使译码不再局限于接收到度为1的编码包,而能够利用接收到的度2度3编码包之间的关系,降度处理后形成新的度为1的编码包进行译码,使译码工作能够顺利进行。同时本论文还提出了一种在度2编码包分类的基础上对高度的编码包进行降度处理的算法,该算法使用了更多的编码信息,在适当提高译码计算量的基础上,进一步提高了译码的成功率。将改进的算法使用到深空通信中,仿真结果表明新算法能有效利用有限的接收信息完成译码工作,并且虽然迭代译码中的计算量略微增加了,但简化了后续的补充译码的复杂度,从整体上提高了通信的效率与质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 喷泉码的研究背景
• 1.1.1 传统信道编码方式及其面临的挑战
• 1.1.2 喷泉码及其优势
• 1.2 喷泉码的研究进程
• 1.3 本文的贡献与结构安排
• 第2章 喷泉码技术的介绍和分析
• 2.1 喷泉码编码原理
• 2.1.1 LT 码与鲁棒孤波分布
• 2.1.2 Raptor 码
• 2.2 译码工作
• 2.2.1 BP 译码
• 2.2.2 译码仿真与优缺点分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 度2、3 译码算法
• 3.1 引言
• 3.2 BP 译码效果分析
• 3.3 改进的度2、3 译码算法阐述（算法A）
• 3.3.1 算法阐述
• 3.3.2 译码流程
• 3.3.3 译码效果分析
• 3.4 一维特例算法补充
• 3.5 本章小结
• 第4章 高度译码算法
• 4.1 引言
• 4.2 基于度2 分类的高度译码算法（算法B）
• 4.2.1 基于度2、3 译码停止集的分析
• 4.2.2 算法阐述
• 4.2.3 算法仿真分析
• 4.3 深空通信中译码算法的应用
• 4.3.1 面向深空通信的喷泉码
• 4.3.2 深空通信中的效果仿真
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢