lt码编译码算法优化及应用的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文LT码编译码算法优化及应用研究博士研究生：钱晋希指导教师：赵旦峰教授学科、专业：通信与信息系统哈尔滨工程大学2013年06月分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文LT码编译码算法优化及应用研究博士研究生：钱晋希指导教师：赵旦峰教授学位级别：工学博士学科、专业：通信与信息系统所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2013年4月论文答辩日期：2013年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngTheRes

2、earchonOptimalEncodingandDecodingAlgorithmandApplicationofLTcodeCandidate:QianJinxiSupervisor:Prof.ZhaoDanfengAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:SystemofCommunicationandInformationDateofSubmission:April,2013DateofOralExamination:June,2013University:HarbinEngi

3、neeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔

4、滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日LT码编译码算法优化及应用研究摘要数字喷泉码（DigitalFountainc

5、ode,DFC）是一种与信道相关性较小的网络编码，在深空通信、网络通信等领域中都具有潜在的应用价值。数字喷泉码可以改善现行网络传输机制，提高信息传输效率，并且在实际网络应用时，可以改善不同服务介质之间的差异性，满足用户对于数据存储中较高的要求。但编码数据包冗余度的大小、译码时延、节点发送停止标识、网络节点运算量估计与度数分布函数等都是使得其不易在实际网络中实现的关键问题。数字喷泉码在提出的时候是一种思想，并没有实际的编码算法，直到后来提出了一种主要的数字喷泉码算法——LT（LubyTransform,LT）码，其具有数字喷泉码固有的基本特征，因此，对

6、LT码算法研究可以有针对性的理解数字喷泉码的构成、性质等，对改进算法以及提高数字喷泉码的实用性奠定基础。为了改善LT码的编译码算法，提供编码的仿真分析平台，论文基于实际项目背景对LT码进行研究，主要内容如下：1.对数字喷泉码原理进行分析，结合网络编码（Networkcoding,NC）算法，探讨网络编码和数字喷泉码的特征，为在网络环境中应用具体的数字喷泉码算法提供基础；深入研究其度数分布函数和译码固有的失败概率等关键参数，在充分理解生成矩阵产生以及检测过程的基础上，给出参数在不同条件下的仿真结果；分析数字喷泉码的应用环境，研究其环境变化的适应性，并且

7、讨论数字喷泉码研究中的关键问题。2.论文针对度数分布函数不理想，没有易实现的合适度数分布函数设计依据，应用数学的极限分析算法，在LT码的度分布中进行研究，最终降低了LT码的编码平均度数和复杂度，其核心的思想主要是对LT码的编码过程在极限条件下进行推导，并且依据推导过程，分析得出了在极限条件下对LT码进行研究的结论。论文得出在不同的参数条件下，LT码性能差异较大，通过合理的设计LT码方案，最大化LT码优势，优化了LT码的存储结构。3.在前述研究的基础上，论文之后对于LT码中原始数据的选择问题，提出了一种不定帧长LT码方案，对不同的数据部分分别进行编码，

8、通过不同的设计来提高性能。同时，将论文研究过程中提出的改进算法进行综合，提供一套仿真测试软件平台。论文在Mi