喷泉码编译码研究

喷泉码编译码研究

深空通信时延长、误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,决定了编码技术成为深空通信中的一个难点问题。喷泉码是一种在删除信道下性能优越的稀疏矩阵码。

喷泉码编码是对文件的随机编码过程,可以产生半无限长编码序列,而不考虑信道删除概率,当接收端接收到任意n (n稍微比k大一点)个数据包,就能恢复源文件。喷泉码非常适合深空通信,能够满足深空通信对于信息传输可靠性的要求,在深空通信中有很大的应用潜力。

本文首先介绍喷泉码的提出与发展过程,并对国内外研究现状及前景进行了阐述。介绍了喷泉码的基本概念和特点,分析了度分布的设计,如理想孤波分布和鲁棒孤波分布,LT码编码过程和译码过程,然后阐述了Raptor码和AR码的基本原理。

在对LT码的度分布,编码过程以及译码算法分析研究的基础上,设计了LT

码基于理想孤波分布和鲁棒孤波分布的编码器的流程和方案和基于MP译码算法的译码器的流程和方案,并在MATLAB环境下实现了基于这两种度分布的喷泉码编码器和基于MP译码算法的译码器。最后在MATLAB平台上构建了理想删除信道下的译码性能仿真系统,并对输入信息单元大小、理想孤波分布和鲁棒孤波分布、输入信息单元随机选取或和全选等条件下的喷泉码进行了译码性能的仿真,分析了以上因素对译码性能的影响。