本文關鍵詞：LT碼編譯碼算法優(yōu)化及應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網(wǎng)友2286107238近日為您收集整理了關于LT碼編譯碼算法優(yōu)化及應用研究的文檔，，希望對您的工作和學習有所幫助。以下是文檔介紹：分類號: 密級:U D C : 編號:工學博士學位論文LT 碼編譯碼算法優(yōu)化及應用研究博士研究生:錢晉希指導教師:趙旦峰教授學位級別:工學博士學科、專業(yè):通信與信息系統(tǒng)所在單位:信息與通信工程學院論文提交日期:2013 年 4 月論文答辯日期:2013 年 6 月學位授予單位:哈爾濱工程大學Classified Index:U.D.C:A Dissertation for the Degree of D. EngThe Research on Optimal Encoding andDecoding Algorithm and Application of LT codeCandidate: Qian JinxiSupervisor: Prof. Zhao DanfengAcademic Degree Applied for: Doctor of EngineeringSpecialty: System munication and InformationDate of Submission: April,2013Date of Oral Examination: June,2013University: Harbin Engineering University哈爾濱工程大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:本論文的所有工作,是在導師的指導下,由作者本人獨立完成的。有關觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻的引用已在文中指出,并與參考文獻相對應。除文中已注明引用的內容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。作者(簽字):日期: 年月日哈爾濱工程大學學位論文授權使用聲明本人完全了解學校保護知識產(chǎn)權的有關規(guī)定,即研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權屬于哈爾濱工程大學。哈爾濱工程大學有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件。本人允許哈爾濱工程大學將論文的部分或全部內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文,可以公布論文的全部內容。同時本人保證畢業(yè)后結合學位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學。涉密學位論文待解密后適用本聲明。本論文(□在授予學位后即可□在授予學位 12 個月后□解密后)由哈爾濱工程大學送交有關部門進行保存、匯編等。作者(簽字): 導師(簽字):日期: 年月日年月日LT 碼編譯碼算法優(yōu)化及應用研究摘要數(shù)字噴泉碼(Digital Fountain code, DFC)是一種與信道相關性較小的網(wǎng)絡編碼,在深空通信、網(wǎng)絡通信等領域中都具有潛在的應用價值。數(shù)字噴泉碼可以改善現(xiàn)行網(wǎng)絡傳輸機制,提高信息傳輸效率,并且在實際網(wǎng)絡應用時,可以改善不同服務介質之間的差異性,滿足用戶對于數(shù)據(jù)存儲中較高的要求。但編碼數(shù)據(jù)包冗余度的大小、譯碼時延、節(jié)點發(fā)送停止標識、網(wǎng)絡節(jié)點運算量估計與度數(shù)分布函數(shù)等都是使得其不易在實際網(wǎng)絡中實現(xiàn)的關鍵問題。數(shù)字噴泉碼在提出的時候是一種思想,并沒有實際的編碼算法,直到后來提出了一種主要的數(shù)字噴泉碼算法——LT(Luby Transform, LT)碼,其具有數(shù)字噴泉碼固有的基本特征,因此,對 LT 碼算法研究可以有針對性的理解數(shù)字噴泉碼的構成、性質等,對改進算法以及提高數(shù)字噴泉碼的實用性奠定基礎。為了改善 LT 碼的編譯碼算法,提供編碼的仿真分析平臺,論文基于實際項目背景對 LT 碼進行研究,主要內容如下:1. 對數(shù)字噴泉碼原理進行分析,work coding, NC)算法,探討網(wǎng)絡編碼和數(shù)字噴泉碼的特征,為在網(wǎng)絡環(huán)境中應用具體的數(shù)字噴泉碼算法提供基礎;深入研究其度數(shù)分布函數(shù)和譯碼固有的失敗概率等關鍵參數(shù),在充分理解生成矩陣產(chǎn)生以及檢測過程的基礎上,給出參數(shù)在不同條件下的仿真結果;分析數(shù)字噴泉碼的應用環(huán)境,研究其環(huán)境變化的適應性,并且討論數(shù)字噴泉碼研究中的關鍵問題。2. 論文針對度數(shù)分布函數(shù)不理想,沒有易實現(xiàn)的合適度數(shù)分布函數(shù)設計依據(jù),應用數(shù)學的極限分析算法,在 LT 碼的度分布中進行研究,最終降低了 LT 碼的編碼平均度數(shù)和復雜度,其核心的思想主要是對 LT 碼的編碼過程在極限條件下進行推導,并且依據(jù)推導過程,分析得出了在極限條件下對 LT 碼進行研究的結論。論文得出在不同的參數(shù)條件下,LT 碼性能差異較大,通過合理的設計 LT 碼方案,最大化 LT 碼優(yōu)勢,優(yōu)化了 LT 碼的存儲結構。3. 在前述研究的基礎上,論文之后對于 LT 碼中原始數(shù)據(jù)的選擇問題,提出了一種不定幀長 LT 碼方案,對不同的數(shù)據(jù)部分分別進行編碼,通過不同的設計來提高性能。同時,將論文研究過程中提出的改進算法進行綜合,提供一套仿真測試軟件平臺。論文在 Microsoft Visual C++環(huán)境中,完成編譯碼流程圖設計和程序設計,達到實現(xiàn) LT 碼編譯碼仿真的功能。4. 論文針對 LT 碼共有的存儲空間大、譯碼概率低等弊端,研究并提出一種減少LT 碼生成矩陣存儲空間的方法,降低傳輸過程中的時延。因為生成矩陣的列相當于編哈爾濱工程大學博士學位論文碼傳送的數(shù)據(jù)包,將熵編碼算法引入 LT 碼的編碼方案中,對生成矩陣按列進行熵編碼優(yōu)化,該方法能夠較大幅度的減少 LT 碼的數(shù)據(jù)量,并且保持 LT 碼的特征和結構,使其譯碼準確度也有較大提高。通過理論研究和仿真分析得出,將生成矩陣進行優(yōu)化后,較大地降低了其存儲空間。5. 因為在 LT 碼的編譯碼算法中,會存在時延,主要有編碼過程的時延、傳輸過程的時延以及譯碼過程的時延三類,而時延過大會使接收機不能及時獲取編碼數(shù)據(jù)包,從而影響對信道情況的判斷,較大地影響整個 LT 碼的性能。論文重點分析了網(wǎng)絡中編碼傳輸某一編碼數(shù)據(jù)包的時延情況,并且基于前述提出的不定幀長 LT 碼結構,形成了以LT 碼為基礎的改進的網(wǎng)絡通信流程,給出了公式推導結果。論文在特定的環(huán)境中,研究分析了快速 LT 編碼的算法性能以及通信的基本模式。之后針對網(wǎng)絡通信環(huán)境中的不同傳輸策略,對網(wǎng)絡編碼和 LT 碼的時延性能進行分析和改進。6. 由于在很多通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡環(huán)境中,都存在帶寬受限、對環(huán)境沒有自適應能力、需要發(fā)送端預測網(wǎng)絡環(huán)境以及大量的反饋重傳以保證接收機正確接收原始數(shù)據(jù)等不利因素,使得通信的可靠性也受到限制。因此,論文在無線傳感網(wǎng)絡、水聲網(wǎng)絡的網(wǎng)絡背景中探討了 LT 碼的性能,研究了該兩種網(wǎng)絡環(huán)境的基本拓撲模型,分析 LT 碼在其中應用時的效果,從而改善數(shù)據(jù)的傳輸性能。關鍵詞: LT 碼;網(wǎng)絡編碼;生成矩陣;數(shù)學極限法;LT 編碼傳輸時延LT 碼編譯碼算法優(yōu)化及應用研究ABSTRACTThe Digital Fountain code (DFC) is work coding algorithm that has the leastrelevant to the channel, which is very potential for the deep space munication.

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