喷泉码编译码器的设计及算法研究

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1、硕士学位论文喷泉码编译码器的设计及算法研究RESEARCHONTHEDESIGNOFCODER-DECODER&ALGORITHMFORFOUNTAINCODE赵晓丹哈尔滨工业大学2012年6月国内图书分类号：TN911.22国际图书分类号：621.394学校代码：10213密级：公开工学硕士学位论文喷泉码编译码器的设计及算法研究硕士研究生：赵晓丹导师：苏雁泳副教授申请学位：工学硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN911.22U.D.C:621.39Dissertationf

2、ortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEDESIGNOFCODER-DECODER&ALGORITHMFORFOUNTAINCODECandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：ZhaoXiaodanAssociateProf.SuYanyongMasterofEngineeringElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineer

3、ingDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘摘要要在各种信道下传输数据都可能因为多种问题导致数据包无法到达接收端，或者接收到的数据包因校验不匹配等原因而无法译码，这两种情况都可视其为丢失，所以任何信道都有其自身的删除概率，都可视为广义的删除信道。为了提高信道传输的可靠性，采用传统的差错重传技术会导致大量的时延；采用传统的纠错码，因其码率固定，所以对多变信道的适应性不强，且算法复杂度很大。数字喷泉码无码率特性解决了对多变信道的适应性问题，还避免了反馈重传，并且

4、其算法复杂度很低。只要接收端接收到足够的大于源数据包量的编码包，就可以无差错译码。现代无线通信追求数据的高速传输，喷泉码就可有效地保证传输的可靠性。不仅在无线多媒体传输方面，在大容量存储、深空通信等方面都有很可观的应用前景。本文主要研究目前最受关注的两种喷泉码——LT码和Raptor码。实现了LT码的编译码器的设计，采用两种度分布算法：理想孤波度分布和鲁棒孤波分布，通过仿真对比两者对LT码性能的影响。在此基础上，级联LDPC码作为预编码，即Raptor码，仿真表明其比LT码的性能更佳，译码失败概率降低，但是所用时间成倍的增加，较适合信道容量有限的传输环境。通过对两种编码的性能分析，发

5、现度分布对编译码的影响很大，在此基础上，对鲁棒孤波度分布算法进行了改进。首先去除度值较大的编码包，降低了编译码算法的复杂程度；其次添加度为1的编码包，增加了译码开启钥匙；最后查找编码生成矩阵中没有被覆盖的源数据包，重新赋值，保证源数据包的全覆盖率，从而提高了译码成功概率。理论分析和仿真结果表明，改进算法比原算法的译码成功概率有所提高，且降低了整个算法的编译码复杂度。在源数据包k较小的时候，改进算法的性能尤为突出。关键词：数字喷泉码；Raptor码；LT码；度分布-I-AbstractAbstractThedatainthetransferprocessmaybelostinavari

6、etyofchannelsbecauseofavarietyofissues,whichcausethatthepacketcannotreachthereceivingend,orthepacketcannotbedecodedbecauseofthecheckcodedoesnotmatch.Bothcasescanbeviewedaslost,soanychannelhasitsownprobabilityofdeletionandcanbeseenasaErasureChannelinabroadsense.Inordertoimprovethereliabilityofth

7、etransmissionchannel,wecanusetheAutomaticRepeatRequesttechnology,butitwillcausealargedelay.Wealsocanusetheerror-correctingcode,butitsabilitytoadapttothechangingchannelisweakbecauseofthefixedcoderate,inthemeantime,thealgorithmhasah