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喷泉码中LT码度分布的研究与优化

费炜  
【摘要】:通信系统中保障数据传输的可靠性一般有两种方案:一是使用较稳定的通信协议如TCP/IP协议,二是使用前向纠错技术(Forward Error Correction,FEC)。TCP/IP协议不适合通信领域中的组播和广播业务,大规模分发数据和可靠地组播/广播成为了多媒体业务亟待解决的难题之一,而数字喷泉码作为一种使用前向纠错技术的信道编码,可以解决此难题。LT码(Luby Transform Codes)是一类通用的数字喷泉码,度分布则是LT码中及其重要的组成部分。度分布的性能直接影响到数字喷泉码的译码成功率、误码率等性能,因此研究度分布对数字喷泉码来说具有重要意义。本文研究了LT码中度分布的优化与设计。首先阐述了数字喷泉码的研究背景及意义、LT码的国内外研究现状以及数字喷泉码核心技术包括:数字喷泉码适用的典型删除信道、编译码方法等。其次,论述了5种经典度分布的原理并给出了4种度分布改进方案,仿真结果表明本文给出的4种度分布相较于4种原经典度分布,在译码成功率上有不同程度的提高,其译码性能更加优越。再次,阐述了鸡群优化算法和度分布的期望可译集的概念,并提出两种新的联合度分布方案:单比例系数联合度分布和双比例系数联合度分布。最后,运用鸡群优化算法、期望可译集结合蒙特卡洛仿真来优化提出的单比例系数联合度分布和双比例系数联合度分布。仿真结果表明,本文提出的两种新联合度分布方案相较于经典度分布:理想孤子分布(Ideal Soliton Distribution,ISD)、固定度分布(Stationary Distribution,SD)、二进制指数分布(Binary Exponential Distribution,BED)和鲁棒孤子分布(Robust Soliton Distribution,RSD)具有更高的译码成功率,更低的误码率,其译码性能更加优越。


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