發(fā)布時(shí)間：2018-06-09 11:54

  本文選題：鋸齒解碼 + 分布式存儲��； 參考：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鋸齒解碼(Zigzag Decoding,ZD)是通過重復(fù)的回代過程來進(jìn)行解碼的一種解碼方式。由于其解碼過程在二元域中操作,解碼復(fù)雜度低而廣泛用于分布式存儲(Distributed Storage,DS)及無線通信領(lǐng)域。在存儲方面,組合性質(zhì)(Combination Property,CP)是將k個(gè)原始數(shù)據(jù)包編碼成n個(gè)數(shù)據(jù)包,其中n?k,在這個(gè)n個(gè)數(shù)據(jù)包中,利用任意k個(gè)數(shù)據(jù)包都可以完全恢復(fù)所有n個(gè)數(shù)據(jù)包信息。最大距離可分(Maximum Distance Separable,MDS)碼滿足這種性質(zhì),被廣泛用于DS中以有效的方式來提供數(shù)據(jù)可靠性,但是它的解碼復(fù)雜度十分高。因此,一系列同時(shí)具有CP和ZD(CP-ZD)性質(zhì)的存儲編碼被設(shè)計(jì)出,稱為CP-ZD碼。CP-ZD碼具有以下幾種特性:在二元域操作,解碼復(fù)雜度低且有一定的存儲開銷。構(gòu)造具有該特性的編碼,首先需要將編碼包中每個(gè)數(shù)據(jù)包移一定的位數(shù),再將它們逐位二進(jìn)制相加。在該編碼中,用一個(gè)移位矩陣來表示每個(gè)編碼包中數(shù)據(jù)包移位的位數(shù)。設(shè)計(jì)這樣的編碼,需要精心構(gòu)造這個(gè)矩陣。本文構(gòu)造編碼的移位矩陣是從一個(gè)特殊的三角陣中取出。相關(guān)分析表明,在大多情況下,本文設(shè)計(jì)的編碼的存儲空間開銷小于現(xiàn)有編碼。在無線通信方面,傳統(tǒng)隨機(jī)接入(Random Access,RA)協(xié)議防碰撞能力較弱,隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼(Random linear Network Coding,RLNC)技術(shù)可以解決碰撞問題,但計(jì)算復(fù)雜度較高。由此,本文提出了一種新的RA方案,稱為鋸齒分散多址接入(Zigzag Division Multiple Access,ZDMA)方案。該方案可使碰撞問題得到很好的改善且可以顯著提高系統(tǒng)吞吐量。其核心技術(shù)為:允許發(fā)送端的多路數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸并且可以在接收端使用ZD解碼。基于ZD技術(shù),本文提出了三種RA發(fā)送方案。前兩種是將ZDMA分別用于時(shí)隙ALOHA(Slotted ALOHA,SA)和二叉樹分割(Tree Splitting,TS)中,相比傳統(tǒng)SA和TS方案的吞吐量有了很大的提升。此外,第三種稱為貪心調(diào)度鋸齒分散多址接入(Greedy Scheduling Zigzag Division Multiple Access,GS-ZDMA)方案,GS-ZDMA方案是這三種方案中系統(tǒng)吞吐量最高的。
[Abstract]:Zigzag Decodinging ZD (Zigzag Decodinging ZD) is a decoding method which is decoded by repeated backgeneration process. Because of its low decoding complexity, it is widely used in distributed storage DSs and wireless communication fields. In the storage aspect, the combinational property (CPB) is to encode k raw data packets into n packets, in which n packets can be completely recovered by using any k data packets. The maximum distance separable MDS (MDS) code is widely used in DS to provide data reliability in an efficient way, but its decoding complexity is very high. Therefore, a series of storage codes with the properties of CP and ZDX CP-ZD are designed, which are called CP-ZD codes. CP-ZD codes have the following characteristics: in binary domain, the decoding complexity is low and there is a certain amount of storage overhead. In order to construct the encoding with this property, we first need to shift the number of bits to each packet in the encoding packet, and then add them bit by bit to binary. In this coding, a shift matrix is used to represent the number of bits of packet shift in each packet. Designing such codes requires careful construction of the matrix. In this paper, the coded shift matrix is extracted from a special triangular matrix. Correlation analysis shows that, in most cases, the storage space overhead of the proposed coding is lower than that of the existing codes. In the aspect of wireless communication, the traditional Random access RAA (Random access RAA) protocol has a weak anti-collision capability. Random linear Network coding (RLNCC) technology can solve the collision problem, but the computational complexity is high. Therefore, a new RA scheme called Zigzag Division multiple access Scheme (ZDMA) is proposed in this paper. This scheme can improve the collision problem and improve the system throughput significantly. The core technology is to allow multiple channels of data to be transmitted at the same time and to use ZD decoding at the receiving end. Based on ZD technology, three RA transmission schemes are proposed in this paper. The former two are used in slotted ALOHAA (slotted ALOHAA) and binary tree partitioning tree (TS) respectively. The throughput of the former two schemes is much higher than that of the traditional SA and TS schemes. In addition, the third scheme, called greedy scheduling Zigzag Division multiple access GS-ZDMA-GS-ZDMA, is the highest throughput of the three schemes.
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：1999638