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数字喷泉码是一类不受限的纠错码,即从原始数据分组编码产生的编码分组序列式无限的。它算法简单,更重要的是,数字喷泉码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数字喷泉码较之其他码率固定的编码,更适合用作通信的编码方案。作为一种逼近容量限的编码方法,数字喷泉码在学术界得到了高度的重视。本论文以数字喷泉技术中使用的喷泉编译码为研究对象,结合卫星通信等应用,在喷泉码编码设计改进、应用方案设计等方面进行了研究,为喷泉码从理论走向实际应用做出了一定的贡献。 本文主要研究了现阶段喷泉码的两种最有效的实现——LT码和Raptor码的编译码原理及算法,侧重于LT码的编译码研究。由于在LT码中,度分布直接决定了 LT码的编译码效果,因此本文详细分析了LT码中常见的度分布,包括理想度分布函数、鲁棒度分布函数和次优度分布情况,仿真实现了LT码的编译码过程。由于 Raptor码是在LT码的基础上加上了一层预编码技术,本文采用LDPC码作为预编码, LT码和Raptor的译码性能,说明了经过预编码处理的Raptor码比仅采用鲁棒度分布的 LT码性能更好。 随后我们研究了数字喷泉码当中译码终止的原因,得出在数字喷泉码中,译码终止是由于缺少了度数为1的编码包,导致译码提前终止以至于译码失败。为此我们注意到度数为2的编码包在整个编码包中占有很高的比例,因此,我们将数据包分成两组,在度数为2时,分别从两组中取出数据,这样可以有效的提高数据的覆盖率,降低译码提前终止的概率。通过对编码算法的改进,提高整个数字喷泉码的译码成功率。 最后,针对卫星通信具有功率限制和编码增益要求的特殊应用,研究了喷泉码的实用选择方法。通过考察喷泉码的引入对编码增益带来的影响,据此给出了为任意给定物理层编码选择可用喷泉码码型的方法。研究结果表明,采用良好的喷泉码能够带来一定的编码增益,可以满足卫星通信的应用要求。