喷泉码及其在协作通信系统中的应用研究

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1、西南交通大学硕士学位论文喷泉码及其在协作通信系统中的应用研究姓名：赵香琴申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：陈庆春20090601西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要喷泉码编译码算法简单，更重要的是，喷泉码能在发送端不知道信道状态信息的条件下，根据信道条件自适应地调整码率，这种独有的码率无关性使得喷泉码较之其他码率固定的编码，更适合用做协作通信的编码方案。论文在分析和讨论了LT码和Raptor码两类喷泉码编译码算法原理、实现方法及其性能的基础上，分析和讨论了中继通信环境下基于喷泉码的协作编码技术方案。论文首先介绍了LT码的编码算法及删除信道上的硬判决译

2、码算法，讨论了其具体的实现方案；然后介绍了一种迭代概率译码算法——置信传播算法，在此基础上，提出了一种基于伪校验矩阵的方法实现AWGN信道条件下LT码的软判决译码。论文对LT码在删除信道和AWGN信道上的性能进行了仿真研究，仿真结果验证了基于伪校验矩阵的软判决译码算法的可行性，论文同时分析和比较了度分布和信源符号的数目对LT码性能的影响。论文接着介绍了Raptor码的编码构造，特别是基于LDPC码和LDGM码两种不同的预编码方式，以及基于弱化度分布的LT码作为内码的Raptor编码构造方法；并对两种不同预编码方式的Raptor码在AWGN信道上的性能进行了仿真研究。相

3、关仿真结果表明，不管是哪种预编码方式的Raptor码，都能获得优于LT码的性能；其中，基于LDPC码的Raptor码在性能上要优于基于LDGM码的Raptor码，这是因为LDGM码存在着“错误平层”的问题，但基于LDGM码的Raptor码的编码复杂度更低。最后，论文讨论了中继通信环境下基于喷泉码的协作编码技术方案。在介绍中继通信模型，以及常用的协作编译码方案的基础上，重点讨论了半双工中继模式下，不同中继节点位置对基于Raptor码的协作编码性能的影响。相关仿真结果表明，基于Raptor码的编码协作方案能自适应时变信道、有效地提升传输的可靠性能。关键词：协作通信：编码协

4、作；喷泉码；LT码；Raptor码。AbstractFountaincodesareanewclassofratelesscodeswithlOWencodinganddecodingcomplexity．Moreover,duetotheratelessproperty,Fountaincodeareabletonaturallyadapttothechannelconditionswithoutrequiringthechannelstateknowledgeatthetransmitter,whichmakesFountaincodesmoresuitablef

5、orcollaborativecommunicationthanothercodeswithfixedcoderate．Basedonthedisscussofthealgorithms，realizationandperformanceofLTcodesandRaptorcodes，acodedcooperationschemeinwirelessrelaynetworkbasedonfountaincodesiSstudied．Firstly,thealgorithmsofencodingandhard—decisiondecodingofLTcodesonera

6、surechannelsareintroduced．Thenthedetailsofsimulationrealizationareintroduced，Lateraniterativedecodingalgorithm，thebeliefpropagationalgorithm，iSintroduced．Basedonthat，asoft—decisiondecodingalgorithmforAWGNchannelsbyconstructingapseudoparity-checkmatrixisproposed．Atlast，theperformanceofLT

7、codesonerasurechannelsandAWGNchannelsaresimulatedandtheresultsshowthattheproposedsoft-decisiondecodingalgorithmofLTcodesisavailable．Moreover，theinfluencesofdegreedistributionandthenumberofsourcesymbolstoLTcodes’performancearecomparedandanalyzed．Secondly,theconstructionofRaptorc