基于跳频通信的短码长Raptor码改进方案

针对跳频通信短码长的特性,提出了一种短码长Raptor码的改进方案,其度平均重量比原方案要小29%,并通过Matlab仿真实验对其在跳频通信中的性能进行了研究. 研究结果表明,改进方案构造的短码长Raptor码与原方案相比,在无干扰环境下误比特率要低62.01 dB,在信噪比为4 dB的宽带干扰环境下误比特率要低30.65 dB. 此改进方案为跳频抗干扰通信提供了一种新的前向纠错编码方案,同时为喷泉码的应用开拓了一个新的领域.      

深空喷泉码文件传输协议设计与误码率性能研究

由于深空通信具有高时延和高误码率的特点,使得基于反馈的传输协议效率降低,可利用基于喷泉编码的传输协议提升传输效率。本文利用中心极限定理研究喷泉编码文件传输协议误码率性能,对中心极限定理概率模型进行仿真,仿真结果说明此概率模型贴近实际情况。选取中心极限定理作为协议设计的准则,推导了基于正态分布分位数函数的协议发送数据包数n的表达式。此表达式保证只要发送n个数据包,则成功概率不低于δ。      

一种基于反馈的Raptor码编码改进方案

针对Raptor码译码的最后阶段出现译码效率明显降低的问题,提出了一种基于反馈的Raptor码编码改进方案:在译码器译出一定数量的中间数据包后,反馈一次信息给编码器,编码器调整参与编码的数据包。通过仿真的方法得到了最佳的反馈控制点,并对改进方案的性能进行了仿真。仿真结果表明:与原来Raptor码的编码方案相比,改进的方案明显提高了最后阶段的译码效率,减小了译码开销。     

基于FPGA实现的深空通信中Turbo码编译码器

研究了信道纠错编码Turbo码，并提出了利用FPGA实现Turbo码编译码的方法。编码采用了顺序输入，并行编码，顺序输出。译码选用Max-Log-MAP算法，针对该算法采用查表法实现交织，以提高交织速度，译码器内部采用并行级联调用，以减小译码延时。通过计算机模拟仿真表明。所设计实现的Turbo码其有良好的性能和实用价值。     

喷泉码的无线传感器网络数据编解码算法的探究

考虑到传统的无线传感器网络可靠性机制存在效率不高的缺陷,提出了新的"喷泉码"编解码算法.分析了喷泉码在无线传感器网络中数据传输的可行性,给出了一个比较完整的系统方案及模型,提出了基于喷泉码的无线传感器网络编解码算法.对于相对比较典型的喷泉码,即以Raptor码为例,进行深入的探讨.研究设置比较合理的参数,喷泉码算法能够很好地对这个译码成功率的提高起很大作用,实现无线传感器网络的数据在传输过程中具有可靠性.     

深空通信中的LDPC编译码技术

初步分析了深空通信的信道特点,参考国外深空通信系统信道编译码方案,结合国内现状,提出了我国未来的深空通信中应采用LDPC码信道编译码方案.并对其中的各种算法进行了比较,提出了优化算法.这样能够更好地解决我国深空通信中的信道传输问题,通过采用LDPC码我们获得了与Shannon极限仅相差0.0045dB的性能,非常适合于深空通信的信道.     

基于FPGA实现的深空通信中Turbo码编译码器

研究了信道纠错编码Turbo码,并提出了利用FPGA实现Turbo码编译码的方法$编码采用了顺序输入, 并行编码,顺序输出。译码选用Max-Log-MAP算法,针对该算法采用查表法实现交织,以提高交织速度,译码器 内部采用并行级联调用,以减小译码延时。通过计算机模拟仿真表明,所设计实现的Turbo码具有良好的性能和 实用价值。 关键词#深空通信%+,-./码%456$7/8$431算法%0123     

一种路-车通信中的喷泉协作节能传输机制

为了减少路车间通信(road to vehicle communications,RVC)中路边设施的能量消耗,提出一种将由一个路边设施的覆盖区域改为由多个较小功率的路边设施来覆盖,而在路边设施之间通过协作来共同完成向车辆的数据传输.路边设施间的协作传输通过对数据进行喷泉编码、利用喷泉编码的信息累积特性来实现.理论分析和仿真结果表明,采用喷泉协作传输机制,在保证QoS的情况下,路边设施的发送功率有较大的下降.     

一种迭代方法的RS喷泉码的编译码算法

数字喷泉编码可以解决类似广播通信等应用中因为重发带来的效率下降和时延增加等问题,而Reed-Solo-mon编码(RS码)在理论上可以作为数字喷泉码使用,但是传统的RS译码算法太过复杂,针对这个问题,提出了RS数字喷泉码的编码方案,给出了RS数字喷泉码的迭代译码算法,与传统RS译码方案相比,该方案运算量小,译码延时降低明显.仿真结果表明,采用RS数字喷泉码的系统能够明显地降低数据包的发送数量,提高系统效率.     

单次反馈的Raptor码的内码度分布设计

为了减少Raptor码的冗余编码包,进而减小译码开销,同时保持较小的译码复杂度。研究了当通信网络存在单次反馈时,反馈时间的选择以及Raptor码的内码度分布的调整方案。通过理论分析和仿真给出了最佳的反馈时间点α的值以及度分布的调整方案。仿真结果表明,采用反馈和度分布调整编码,可以明显减小译码开销,同时译码复杂度是线性的,从而改善Raptor码的译码效率。     

基于喷泉码的防窃听编码设计

针对无线通信的安全性,提出一种与物理层喷泉码编码相结合的防窃听方法。利用增加人工噪声破坏窃听者喷泉码MP译码顺序,在保证主信道正常通信情况下,大幅度增加了窃听者的误码率,使其难以正常窃取信息,达到保证主信道通信安全的目的。实验结果表明,该方法在增加少量人工干扰噪声的情况下,使得窃听者的误码率达到30%~50%以上,达到防止窃听目的。     

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。     

不等保护喷泉码用于应答器报文编码的可行性研究

提出将具有不等差错保护特性数字喷泉码作为欧标高速铁路应答器报文编码方案.由于其不依赖重传、译码过程与编码符号到达译码端次序无关等特性非常适于应答器报文传输场景.针对欧标应答器报文长度特征,本文在不同码长条件下对基于权重的不等差错保护算法、拓展窗口喷泉码及复制窗口不等保护算法的性能进行对比分析,通过Matlab仿真得到3种算法在不同码长条件下的性能.验证采用基于喷泉码的不等差错保护方法作为铁路应答器长报文编码方案的可行性.     

关于Reed-Solomon码的深洞的注记

2007年,Cheng和Murray对RS码的深洞提出如下猜想:当且仅当deg(u)=k时,u是一个深洞.最近Li和Wan等人从多项式码的角度对该猜想进行了部分验证.作者从循环码的角度对标准RS码的深洞进行一些讨论,得到了部分新结果.     

喷泉中继传输网络中基于信道信息和剩余能量的中继选择算法

协作中继传输是无中心节点的无线网络中一种重要的传输方式,中继选择是中继传输中的一个重要问题。采用数字喷泉码的协作中继传输中的中继选择算法,给出了一种中继选择算法。该算法不仅考虑协作中继系统各条链路的信道状态信息,而且考虑中继当前的剩余能量信息。根据源节点到中继及中继到目的节点的信道信息选择出一组中继,再在这组中继中根据剩余能量的顺序,选择出所需要的中继节点。通过对源节点至目的节点总的传输时间和能量消耗的分析和仿真,以及不同门限值及中继节点数对系统性能影响的仿真。结果表明,与只考虑信道状态信息的中继选择算法相比,采用该算法可明显改善网络寿命。     

自由空间光通信中的数字喷泉码方法

为了克服大气衰减和光强起伏对自由空间光通信性能的影响,信道编码是解决大气湍流信道影响的关键技术.数字喷泉码是一种无固定码率的信道编码方法,其中度分布是数字喷泉码设计的基础,本文采用开关度分布的方法,并给出其开关点最佳值.实验仿真结果表明,分别在自由空间光通信系统的弱湍流和强湍流环境条件下,数字喷泉码相比于RS码有较好的编码增益,数字喷泉码中的开关度分布相较于二进制指数度分布、鲁棒孤子度分布,在相同的信噪比条件下,开关度分布的误码率更低,信息速率的下降趋势也最少,同时双开关度分布与单开关度分布相比,对于自由空间光通信系统的性能提升更大.因此,双开关度分布数字喷泉码能有效抑制大气湍流的影响,大幅度地提高自由空间光通信系统性能.     

一种基于纠错码的数字签名协议

基于纠错码中的NPC问题——陪集重量问题和一般线性码译码问题,首先提出了一个数字签名协议,接着对签名协议提供几种可能的攻击方法,例如穷举攻击、仅知密文攻击、选择明文攻击和利用密钥伪造签名,进行安全性分析,并且给出相应安全性分析的计算复杂度,介绍了四种Goppa码的参数及其相应数字签名协议的安全水平.通过实例分析该签名协议的可行性,即协议过程是矩阵之间的运算,分析了协议的计算效率,计算了密钥量,用示意图表示了正确解密的概率.结果表明:该协议不仅能实现签名和加密,而且实现复杂度低、加解密效率高,具有抵抗量子计算的潜力,能够广泛应用于电子交易过程.     

云计算下深空通信网络的能耗感知调度方法研究

云计算下深空通信网络中,通常同时要求低能耗和低反应时间,当前调度方法一般无法同时满足上述两种条件,导致调度性能不佳。为此,提出一种新的云计算下深空通信网络的能耗感知调度方法,将云计算系统抽象地表示成一个四元组,给出云计算平台拓扑图,介绍了云计算系统的能耗感知模型。将能耗感知理论引入min-min任务调度方法,依据深空通信网络对任务截止时间要求的满足程度,优先选择任务队列中的最短任务,将其分配至能耗最小的服务器上执行,求出该任务在各服务器上的执行能耗,通过完成时间是否满足截止时间要求判断是否结束调度。给出基于能耗感知的最早完成时间任务调度方法的详细实现过程。实验结果表明,所提方法能耗低,时间跨度优。     

基于缩短RS码集合的低密度校验码的编码

提出了基于GF(q)上缩短RS码集合的低密度校验(lowerdensityparitycheck,LDPC)规则码生成方法.该方法能够从结构上避免校验矩阵中环4结构的出现,并且提出了码字矩阵、码字候选矩阵和码元候选矩阵的构造方法;给出了码字矩阵一些性质的构造性证明,这些性质对于消除环4结构至关重要.