LT码的译码算法改进与应用研究

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随着互联网技术的发展,网络中大规模数据的广播业务越来越多,对传输效率和可靠性的要求也日益增长。因此,如何通过有限的带宽实现高速可靠的信息传输,是近年来通信领域研究的重大课题。特别是在音视频业务中,不同信息重要性不同,而且网络中数据丢失率也会随信道状况不断变化,所以基于可变速率纠删码的非等差错保护(UEP)方案就成了一个较好的选择。数字喷泉码作为纠删码的一种,在删除信道下具有优越的性能,码率在传输过程中能够根据信道状况而改变,而其第一类实现——LT码,有着编译码复杂度低、性能良无需反馈等优点,应用前景较大,近年来人们对其编译码算法的研究和改进讨论较多。此外,考虑到网络编码在提升信息传输效率等方面的独特优势,在现有喷泉码与网络编码的基础上,怎样通过LT码和网络编码的优势结合,提升传输性能,进而实现UEP传输是本文研究的另一主要内容。本文具体工作如下:1.在介绍LT码编译码原理的基础上,针对在LT码的置信度传播(BP)译码过程中存在大量结构性冗余的情况,通过统计分析,提出了一种基于结构性冗余的改进型BP译码算法(IBP)。当译码中出现错误冗余时,利用众多其他冗余信息,采用先假设再验证的方法,纠正部分错误译码,从而减小了译码中的错误传播概率。最后,通过仿真实现与原有BP算法进行对比分析,证明了在一定的参数下,IBP算法的误码率低于原编码方法,性能较优。2.鉴于现有的LT码与网络编码的机会式融合方案性能较差,本文在引入初始度分布和基于扩展窗编码方法的基础上,提出了一种LT码与网络编码融合下的UEP方案,即基于扩展窗的优化度分布网络编码(EWDNC)。本方案通过非等差错初始度分布的引入和优化,完成了UEP传输。仿真结果表明,在数据发送端采用基于扩展窗编码算法后,随着初始度分布的不同,译码性能存在不同程度的改善。通过进一步的研究,提出了在固定网络结构下度分布的优化方案,并对网络结构、编码概率等其它影响因素进行了分析。
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