检索结果-内蒙古大学图书馆

系统工程与电子技术 2022年第10期44卷 3228-3234页

作者：黄加佳雷菁黄英国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

传统固定码率通信方案在大规模网络中存在时延和多反馈情况,影响无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)的传输性能。无码率码能够根据信道状态实时改变传输码率,很好地解决这一问题。本文以多源多中继网络模型为基础,设计了基于... 详细信息

传统固定码率通信方案在大规模网络中存在时延和多反馈情况,影响无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)的传输性能。无码率码能够根据信道状态实时改变传输码率,很好地解决这一问题。本文以多源多中继网络模型为基础,设计了基于累积无码率(accumulate rateless,AR)码的分布式协同传输机制,并对传输的广播、转发、译码等阶段进行了阐述和分析。结合使用外信息转移(extrinsic information transfer,EXIT)图和凸优化工具对方案中的AR码度分布进行了联合优化求解。仿真结果和对比分析表明,所提分布式AR码度优化方案,在错误平层上明显优于分布式卢比转换码方案,在译码性能上较现有Raptor方案和AR码单独度分布优化方案分别减小3.7%和1.3%的码率倒数。

关键词：无线传感器网络物联网无码率码凸优化度分布

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基于无码率码的独立窗不等差错保护方案

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系统工程与电子技术 2014年第5期36卷 991-996页

作者：陈英顾术实焦健李云鹤吴绍华张钦宇哈尔滨工业大学深圳研究生院通信工程研究中心广东深圳518055

提出一种能够匹配多媒体业务特性的独立窗口LT码(independent window LT,IW-LT)不等差错保护方案,采用无码率LT码对不同重要等级的数据分别进行独立选窗和编码。通过与或树分析法推导了IWLT码的渐近译码性能,并结合多目标进化算法联合... 详细信息

提出一种能够匹配多媒体业务特性的独立窗口LT码(independent window LT,IW-LT)不等差错保护方案,采用无码率LT码对不同重要等级的数据分别进行独立选窗和编码。通过与或树分析法推导了IWLT码的渐近译码性能,并结合多目标进化算法联合优化编码度分布和选窗概率,以精确匹配预设的不等保护增益及译码开销,增加了不等差错保护方案的灵活性。仿真证明,IW-LT码与现有的无码率码不等差错保护方案相比,能在精确匹配不等差错性能参数的前提下,获得更低的译码差错概率。

关键词：无码率码不等差错保护独立编码窗口多目标优化

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深空通信的不等差错保护无码率码研究

深空通信的不等差错保护无码率码研究

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作者：陈英哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

深空探测作为航天科技发展的第三个里程碑，是当今世界各国科技竞争的战略制高点。随着各航天国家开展的深空探测的频繁与深入，需要传输的数据量和业务类型日渐增加，尤其是通过深空通信下行链路回传的各类探测图像数据，是人类对未知... 详细信息

深空探测作为航天科技发展的第三个里程碑，是当今世界各国科技竞争的战略制高点。随着各航天国家开展的深空探测的频繁与深入，需要传输的数据量和业务类型日渐增加，尤其是通过深空通信下行链路回传的各类探测图像数据，是人类对未知深空进行认知的最直观、最核心信息;而载人航天任务中，语音和视频的跨机构、跨任务系统的高效传输，更是任务顺利进行以及监测航天员安全的必要保证。为保证多媒体业务的可靠、高效传输，面向应用层数据的前向纠删编码技术受到广泛关注。无码率LT码以其相对于传统的线性纠删码具有较低编译码复杂度和不需要预先确定码率的两大优势，已在深空通信环境下进行了研究和优化。而随着LT码的深入研究，本文重点关注如何进一步提高服务质量（quality of service, QoS）：首先，在前期综合调研的基础上，提出一种能够匹配多媒体业务特性的独立窗口LT码（Independent Window LT，IW-LT）不等差错保护方案，采用无码率LT码对不同重要等级的数据分别进行独立选窗和编码。通过与或树分析法推导了IW-LT码的渐近译码性能，并结合多目标进化算法联合优化编码度分布和选窗概率，以精确匹配预设的不等保护增益及译码开销，增加了不等差错保护方案的灵活性。仿真证明，IW-LT码与现有的无码率码不等差错保护方案相比，能在精确匹配不等差错性能参数的前提下，获得更低的译码差错概率。其次，在深空探测任务中，由于航天器的高速移动、星体的周期性运动以及星际环境中随机干扰引起的突发错误，使得深空通信链路的误码率波动较大，甚至产生突发中断。接收端可能无法收到足够多的编码包来恢复全部数据，只能利用已接收的编码包恢复尽可能多的原始数据。因此，对LT码中间恢复性能（Intermediate Performance）的研究具有重要意义。利用多目标进化算法对LT码的度分布参数进行了优化，并对编码包发送序列按照其在接收端恢复数据包的概率大小进行排序传输，仿真证明，在突发差错信道中，提出的UEP LT码算法能够充分利用已接收的部分编码包，提高数据实时恢复率，改善LT码的中间恢复性能。

关键词：深空通信无码率码不等差错保护中间性能多目标进化算法

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基于无码率码的海洋浮标OFDM机会通信系统研究

基于无码率码的海洋浮标OFDM机会通信系统研究

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作者：牛珑昌西安电子科技大学

学位级别：硕士

在复杂多变的海洋环境下,海洋浮标的无线通信信号不仅会受到多径效应和多普勒频移的影响,还会受到海浪导致的随机衰减,严重时通信将完全中断,故海洋浮标无线通信常处于“时断时续”的机会通信状态。鉴于前向纠错(Forward Error Correcti... 详细信息

在复杂多变的海洋环境下,海洋浮标的无线通信信号不仅会受到多径效应和多普勒频移的影响,还会受到海浪导致的随机衰减,严重时通信将完全中断,故海洋浮标无线通信常处于“时断时续”的机会通信状态。鉴于前向纠错(Forward Error Correction,FEC)和自动重传请求(Automatic Repeat Request,ARQ)等传统差错控制技术在海洋浮标机会通信状态下的局限性,本文针对舰船-浮标通信场景,充分利用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术高频谱效率和抗多径效应强的优势,以及无码率码无需反馈和自适应码率的特点,在提升OFDM系统时频同步性能和降低无码率码译码复杂度的基础上,设计了一种基于无码率码的海洋浮标OFDM机会通信系统。在不同海况等级下的仿真结果表明,该系统能以非常少的反馈次数,在保证通信可靠性的同时,自适应地调整码率和传输速率,充分地利用通信机会,主要工作包括: 首先,本文介绍了无码率码的概念,并对LT码和Raptor码的编译码原理进行了说明。同时从编译码性能和复杂度的角度,对两种无码率码的优缺点进行了理论分析。其次,本文根据舰船-浮标近海表面的无线传播特性,建立了舰船-浮标TWDP衰落信道模型。并根据海洋浮标随着海浪波动的高度变化对信噪比的影响,在海浪波动模型的基础上,建立了海洋浮标机会通信时变信噪比模型。随后针对舰船-浮标无线通信的信道参数,设计了海洋浮标OFDM通信系统架构、系统参数和突发传输帧格式,并且为了进一步提升系统的时频同步性能,提出了一种时频同步方案。在舰船-浮标TWDP衰落信道下的仿真结果表明,本文时频同步方案较传统时频同步算法性能表现更优,并且本文设计的海洋浮标OFDM通信系统也有着出色的误比特率性能表现,为后续基于无码率码的海洋浮标OFDM机会通信系统设计奠定了基础。然后,本文进一步介绍和分析了系统化Raptor码——R10码的编译码原理和特点,因其兼具无码率码和系统码的优势,故选择其作为无码率码方案,同时针对R10码译码复杂度高的问题,在3GPP标准译码算法的基础上进行了优化设计,仿真结果表明本文优化算法显著地降低了R10码的译码复杂度。最后,本文设计了基于无码率码的海洋浮标OFDM机会通信系统,并在不同海况等级下仿真,仿真结果表明,本系统不仅可以根据海洋浮标信道环境的变化自适应的调整码率和传输速率,能够在保证可靠性的同时提供较高效的数据传输,而且相比于传统基于WLAN物理层的ARQ传输方案,在传输效率几乎一致的情况下,能够显著地减少反馈次数,不仅降低了海洋浮标通信的反馈需求,而且增强了隐蔽性。

关键词：海洋浮标通信机会通信无码率码 OFDM

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基于LT码的无码率极化码的设计与实现

基于LT码的无码率极化码的设计与实现

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作者：蒋良茂华中科技大学

学位级别：硕士

自从香农提出香农定理之后,构造能够达到香农极限的信道编码方式一直是通信领域经久不衰的研究方向。LT码由Michael Luby于2002年提出,是第一类可实现的数字喷泉码。数字喷泉码是无码率的。LT码是基于不规则稀疏二分图构造出来的一种非... 详细信息

自从香农提出香农定理之后,构造能够达到香农极限的信道编码方式一直是通信领域经久不衰的研究方向。LT码由Michael Luby于2002年提出,是第一类可实现的数字喷泉码。数字喷泉码是无码率的。LT码是基于不规则稀疏二分图构造出来的一种非系统码,其编码符号甚至可以仅在需要时动态产生。极化码于2009被Erdal Arikan提出,其拥有者线性时间内的编译码复杂度以及能在二进制擦除信道中达到香农极限的优越性能等优点,成为通信领域内信道编译码方向的又一热点研究方向。在无线通信、深空通信、网络数据等领域,数据的多播、组播以及分发等场景对无码率码的性能有着较高的要求,极化码作为一种优秀的前向纠错码,研究其在多播、组播以及分发等场景下的应用有着十分重要的意义。本文针对极化码在多播、组播以及分发等场景下的应用设计了一种基于LT码的无码率极化码并主要研究了其译码单元的数字逻辑实现。首先,本文介绍了LT码和极化码的基本原理和编译码算法。在LT码的译码算法介绍中,本文主要介绍了置信传播译码算法和高斯消去译码算法,并对二者在不同接受编码分组数量下的译码成功率进行了对比。在极化译码算法的介绍中,本文主要介绍了复杂度较低的串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法,并介绍串行抵消译码算法中的对数似然比在逻辑实现上的简化计算方法,即最小和算法。然后,本文研究了极化码在组播、广播场景下的应用,使用极化码作为内码,LT码作为外码,将极化码和LT码级联成无码率极化码,并设计了基于LT码的无码率极化码的译码单元硬件逻辑实现。译码单元的极化码译码部分的逻辑实现部分算法选用串行抵消译码算法并用最小和算法简化对数似然比运算。译码单元的LT码单元使用置信传播译码算法,并针对LT码编码分组和信息分组的相关新信息的稀疏性,采用数字逻辑实现链表数据结构以达到性能和资源之间的平衡。最后,经过资源和性能的评估,本文所设计的译码单元在系统时钟为300M Hz的情况下,单个译码单元的吞吐率能够达到7.31 Mbps,能够以较低的复杂度达到较好的性能。

关键词：极化码 LT码无码率码 FPGA 串行抵消译码算法置信传播译码算法

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非规则RA码无码率特性分析

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系统工程与电子技术 2011年第3期33卷 654-658页

作者：孙蓉刘景伟孙岳白宝明西安电子科技大学ISN国家重点实验室陕西西安710071 东南大学移动通信国家重点实验室江苏南京210096

介绍了非规则重复累积(repeat-accumulate,RA)码的构成原理,引入了编码线图进行RA码的图模型表示。详细分析了编码中的两种交织策略,并证明了其等价性。通过分析非规则RA码的奇偶校验位的生成过程,证明了非规则RA码的无码率特性。给出... 详细信息

介绍了非规则重复累积(repeat-accumulate,RA)码的构成原理,引入了编码线图进行RA码的图模型表示。详细分析了编码中的两种交织策略,并证明了其等价性。通过分析非规则RA码的奇偶校验位的生成过程,证明了非规则RA码的无码率特性。给出了不同码率情况下的系统非规则RA码在二元删除信道性能曲线。通过与LT码的比较,表明非规则RA码是逼近容量限的错误平层性能较低的无码率码。对系统非规则RA码的错误平层进行分析,并给出了降低错误平层的编码修正方法。

关键词：非规则重复累积码 LT码无码率码数字喷泉码错误平层

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AWGN信道下基于Kite码的多级编码技术

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北京理工大学学报 2017年第4期37卷 360-364页

作者：贾岱上官成林费泽松曹聪哲王晶北京理工大学信息与电子学院北京100081

多级编码(multilevel coding,MLC)技术将编码和调制相结合,在不占用额外带宽且不降低实际数据传输速率的情况下,可有效提高数据传输的可靠性.根据MLC技术分级编码的特性及信道编码定理分析,将无码率码与MLC技术结合,理论上会得到较好的... 详细信息

多级编码(multilevel coding,MLC)技术将编码和调制相结合,在不占用额外带宽且不降低实际数据传输速率的情况下,可有效提高数据传输的可靠性.根据MLC技术分级编码的特性及信道编码定理分析,将无码率码与MLC技术结合,理论上会得到较好的误比特率及吞吐量性能.Kite码作为一种新型的无码率码,兼有喷泉码与低密度奇偶校验码的优势.以MLC技术中各等价信道的容量计算为理论基础,设计了以Kite码为分量码,结合BP(block partitioning)集分割方式与高阶调制的MLC新方法.仿真结果表明,以Kite码作分量码的MLC译码性能明显优于以传统喷泉码作分量码的MLC译码性能.

关键词： AWGN信道 Kite码多级编码无码率码多阶段译码

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短码长LT码的快速信度传播解码法

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华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第1期41卷 47-51页

作者：詹奇聪杜明辉刘东华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

无码率码在广播传输中使用时,信道质量突然下降会导致较大突发性错误并使解码器解码效率降低.为改善此情况,文中提出在短码长LT码解码中采用快速信度传播(FBP)解码法.该方法基于交换启发式原理,对接收到的信号立即进行处理,并快速转化... 详细信息

无码率码在广播传输中使用时,信道质量突然下降会导致较大突发性错误并使解码器解码效率降低.为改善此情况,文中提出在短码长LT码解码中采用快速信度传播(FBP)解码法.该方法基于交换启发式原理,对接收到的信号立即进行处理,并快速转化为三角矩阵,不仅提高了解码的成功率而且提高了解码速率.由分析和仿真实验可知:FBP解码法的解码成功率较传统的高斯消元解码法和信度传播解码法有极大的提高;当信源信号长度为128b时,FBP解码法的解码成功率较传统的信度传播解码法有大幅提高;FBP解码法的解码计算复杂度与解码耗时都优于高斯消元解码法.

关键词：无码率码 LT码信度传播解码法高斯消元解码法

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Spinal码的译码算法和纠错性能研究

Spinal码的译码算法和纠错性能研究

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作者：王婷婷西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的迅速发展,高效可靠的数据传输技术引起了人们广泛的关注。在信道状态变化迅速或者未知的场景下,发送端很难准确地预测信道状态,难以确定合适的码率进行信息的传输。无码率码提供了一种可行的解决方法,其可以不断地产... 详细信息

随着无线通信技术的迅速发展,高效可靠的数据传输技术引起了人们广泛的关注。在信道状态变化迅速或者未知的场景下,发送端很难准确地预测信道状态,难以确定合适的码率进行信息的传输。无码率码提供了一种可行的解决方法,其可以不断地产生编码符号。此时,当收到足够多的符号后,接收端可以正确恢复发送信息,且在译码过程中无需向发送端传输反馈信息。因此,无码率码已成为无线通信技术的一个研究热点。作为一种新型无码率码,Spinal码的编码结构简单、抵抗噪声和错误能力强,且已被证明在二进制对称信道(Binary Symmetric Channel,BSC)和加性高斯白噪声(Additive White Gaussian,AWGN)信道下可以逼近香农限。本文围绕Spinal码的译码算法和纠错能力展开研究,主要贡献如下:首先,本文重点研究了Spinal码的译码算法。为了降低复杂度,本文提出了分层式非量化费诺序列译码算法。该译码算法通过改进路径度量公式提高了每一次路径选择的准确性,同时将译码树分层并在每一层应用非量化费诺序列译码算法搜索最优路径。该算法中译码器的跳转被限制在当前层而不是整个树,有效地避免了译码器的不断回退并降低了译码复杂度,而且存储器只需保留当前层扩展的节点从而大大降低了存储空间的使用。仿真结果表明,与现有的冒泡译码算法、前向堆栈译码算法和改进的非量化费诺序列译码算法相比,所提算法没有损失码率性能且译码复杂度进一步降低;特别是在信噪比较低的情况下,其复杂度相对降低更多。其次,本文详细分析了Spinal码的纠错性能。针对最后一块信息分组纠错能力弱所引起的整体错误率较高问题,本文提出了首尾呼应Spinal码,其将最后一个信息块复制一份放在信息序列的最前方,然后顺序编码发送。这使得更多的编码符号传输最后一块信息分组,降低了最后一块信息分组的错误率,从而整体上提高了Spinal码的纠错能力。理论分析了首尾呼应Spinal码的可行性,然后仿真发现该Spinal码改善了码率性能且错误率显著低于原始Spinal码。最后,针对原始Spinal码纠错能力弱的问题,本文提出了一种改进的Spinal码设计方案――不等分块结构Spinal码。与原始Spinal码相比,首尾呼应Spinal码提高了纠错性能,但增加了一块编码计算且多发送一个编码符号。不等分块结构Spinal码在不增加额外的计算量的情况下,就可以提高码率性能并降低错误率。随后给出了不等分块结构Spinal码的分块模型、编码结构和译码原理。基于该分块模型,在不增加编译码复杂度的条件下,设计了三种简单高效的分块方案。仿真发现,与原始Spinal码的性能相比,采用冒泡译码算法的不等分块结构Spinal码提高了码率和吞吐率性能,并降低了错误率。

关键词：无码率码 Spinal码译码算法纠错性能

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基于Spinal码的安全应用研究

基于Spinal码的安全应用研究

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作者：安宁国防科技大学

学位级别：硕士

无线通信的诞生改变了人类沟通交流的方式,是促进世界文明进步的基石。但无线通信网络极具开放性,因此在无线信道内传输的信息面临着巨大安全威胁。所以在无线通信中实现安全可靠的传输正逐渐成为最受关注的通信服务。在传统的无线通信... 详细信息

无线通信的诞生改变了人类沟通交流的方式,是促进世界文明进步的基石。但无线通信网络极具开放性,因此在无线信道内传输的信息面临着巨大安全威胁。所以在无线通信中实现安全可靠的传输正逐渐成为最受关注的通信服务。在传统的无线通信模型中,数据的安全几乎完全依靠上层的安全服务,如加密、认证等。但这些方式并不能保护数据完全不受侵害,因为攻击者可以在物理层面对数据实施攻击,如窃听、篡改、欺骗等均可在物理层进行。在这样的背景下,物理层安全技术应运而生。为了保护无线信道传输数据的安全性,研究人员提出了一系列基于物理层的安全技术。物理层加密是一种依托密钥实现的安全技术,受现代密码机制的影响,许多研究者认为这一有密钥的安全方法性能更优,所以得到了广泛的关注。而信道编码技术是通信系统中控制传输差错的主要方式之一,是保证数据传输可靠性的有力手段。以往的无线通信系统中,安全模块通常作为数据传输单元之外的一个独立单元,在加入安全模块后,会增大系统复杂度,有时甚至会影响数据传输效率。因此,为了解决这一问题,实现安全可靠的传输,在物理层对信道编码和物理层加密进行联合设计是非常有必要的。本文着眼于解决无线网络中的安全传输问题,以具有随机特性的Spinal码为基础,探索其与物理层加密的联合设计,主要工作和成果分为两个层次:一是为应对Spinal码较高的译码复杂度造成的应用难题,提出了一种具有自适应性的低复杂度译码算法。Spinal码是一种非线性的无码率码,其编码结构是基于哈希函数的连续迭代,而哈希函数有极强的单向性,所以在译码时必须按照最大似然准则生成译码树复现编码过程。如果完全遍历Spinal码的译码树路径,复杂度极高。Spinal码的译码复杂度也成为了阻碍其应用发展的重大屏障。因此,本文仔细分析了其编译码结构,对现有低复杂度译码算法进行了研究,针对这些算法适应性不强、仍有冗余复杂度的问题,提出了自适应分层速降译码算法。该算法具有很强的信道自适应能力,能够很好地匹配Spinal码的无码率传输特性。仿真分析结果也表明,该算法能够根据信道条件变化,有效地压缩译码树的扩展冗余,同时不影响译码效率。二是将Spinal码用于解决无线网络安全传输问题,设计了基于Spinal码的物理层加密方案。本文对Spinal码的安全特性进行了分析,结合其编译码结构,设计了基于状态偏移的物理层加解密方案。通过安全性分析可得,本文所提加密方案能够以极低的代价获得非常好的安全性能,破译复杂度较高,且能够有效抵抗侦察攻击。传输性能仿真分析也表明,该方案能够在保护数据传输安全性的同时,不影响传输效率,是能够实现安全可靠传输的物理层加密方案。

关键词：物理层加密无码率码 Spinal码低复杂度译码哈希函数

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