本文關(guān)鍵詞：基于噴泉碼的衛(wèi)星通信方法研究

  更多相關(guān)文章： 噴泉碼 LT碼 Raptor碼 跨層譯碼算法 SR-HARQ 可靠性 時延

【摘要】：衛(wèi)星通信的重要性不言而喻,但衛(wèi)星通信也面臨著一些現(xiàn)實挑戰(zhàn),如路徑損耗大、傳播時延長。傳統(tǒng)的通信機制如前向糾錯(Forward Error Correction, FEC)和自動反饋重傳(Automatic Repeat Request, ARQ),無法同時滿足高可靠性和低時延性的需求。噴泉碼最初應(yīng)用于地面多媒體廣播通信中,首先,它會采用有力的的檢錯技術(shù)來保證只接收正確的數(shù)據(jù)包,其次,在其傳輸過程中不需要提供反饋重傳,所以噴泉碼可以在保證可靠通信的同時,降低接收端的接收時延,因此,噴泉碼在衛(wèi)星通信中有著巨大的應(yīng)用前景。不過,將噴泉碼應(yīng)用于衛(wèi)星通信還面臨著一些問題,針對這些問題,本文完成的工作及貢獻(xiàn)有如下兩方面：1)衛(wèi)星通信中會出現(xiàn)較多的誤包,而目前主流的譯碼算法,如置信傳播算法(Belief Propagation, BP),會浪費大量的誤包。Log-BP算法雖然不會丟棄誤包,但又有計算量大、不易移植的缺點,所以應(yīng)用很少。針對BP等算法浪費誤包的問題,本文提出了一類新型跨層譯碼算法,該算法在應(yīng)用層采用主流的譯碼算法,如BP算法、Inactivation算法,在物理層引入Mining Decoding來處理誤包,在Mining Decoding中,我們首先對誤包進(jìn)行解耦和合并,進(jìn)而借助物理層本身的的前向糾錯碼進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù),所以該算法具有很好的兼容性和可移植性。而該算法最大的優(yōu)點則是以有限的計算代價,顯著提高了譯碼的魯棒性,既減少了對數(shù)據(jù)包的浪費,也降低了接收端的接收時延。2)噴泉碼需要一定的冗余才能完成譯碼,而且其冗余不具有很強的“針對性”,所以在某些條件下(如信道太好或者太差時),噴泉碼可能無法降低接收時延。為此,本文研究了噴泉碼相對于傳統(tǒng)技術(shù)的時延優(yōu)勢區(qū)間,即研究了在哪些條件下(如軌道高度、數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)體量、信道質(zhì)量、譯碼能力等),噴泉碼會取得更小的接收時延。這里,本文選擇目前主流的SR-HARQ(Selective-repeat Hybrid ARQ)作為對比基準(zhǔn),首先,本文提出了“相對時延”的指標(biāo),用以描述反饋對發(fā)送端造成的發(fā)送能力上的浪費,進(jìn)而本文通過大量端對端的仿真,確立了在上述各種條件下,噴泉碼相對于SR-HARQ的時延優(yōu)勢區(qū)間,從而為協(xié)議設(shè)計者在噴泉碼與SR-HARQ之間的權(quán)衡調(diào)度提供良好的參考。本文的工作具有很強的實用性,一方面增強了噴泉碼在無線信道中的譯碼魯棒性,另一方面推動了噴泉碼在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用,使得衛(wèi)星通信在同時滿足高可靠性和低時延性方面,有了更大的選擇余地。
【關(guān)鍵詞】：噴泉碼 LT碼 Raptor碼 跨層譯碼算法 SR-HARQ 可靠性 時延
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 縮略詞表13-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容20-24
• 1.3.1 本論文的貢獻(xiàn)20-21
• 1.3.2 本論文的結(jié)構(gòu)21-24
• 第2章 噴泉碼的基本概念及編譯碼算法24-44
• 2.1 引言24
• 2.2 LT碼簡介24-31
• 2.2.1 LT碼的編碼算法25-27
• 2.2.2 LT碼的譯碼算法27-29
• 2.2.3 LT碼的性能仿真29-31
• 2.3 Raptor碼簡介31-42
• 2.3.1 Raptor碼的編碼算法32-33
• 2.3.2 Raptor碼的譯碼算法33-36
• 2.3.3 Raptor碼的性能仿真36-42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 噴泉碼的新型跨層譯碼算法44-62
• 3.1 引言44
• 3.2 基于弱解耦的新型跨層譯碼算法44-50
• 3.2.1 跨層譯碼算法流程44-45
• 3.2.2 弱解耦及數(shù)據(jù)恢復(fù)45-47
• 3.2.3 數(shù)值仿真結(jié)果及討論47-50
• 3.3 基于強解耦的新型跨層譯碼算法50-59
• 3.3.1 強解耦及數(shù)據(jù)恢復(fù)50-52
• 3.3.2 時間空間復(fù)雜度分析52
• 3.3.3 數(shù)值仿真結(jié)果及討論52-59
• 3.4 本章小結(jié)59-62
• 第4章 噴泉碼在衛(wèi)星通信中的時延優(yōu)勢區(qū)間62-78
• 4.1 引言62
• 4.2 SR-HARQ的時延效率及其影響因素62-69
• 4.2.1 傳輸模型及機制62-63
• 4.2.2 接收時延的計算63-65
• 4.2.3 仿真結(jié)果及討論65-68
• 4.2.4 小結(jié)68-69
• 4.3 噴泉碼的傳輸機制及時延優(yōu)勢區(qū)間69-76
• 4.3.1 基于噴泉碼的傳輸機制69-70
• 4.3.2 噴泉碼的時延優(yōu)勢區(qū)間70-75
• 4.3.3 小結(jié)75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第5章 總結(jié)與展望78-80
• 5.1 本文總結(jié)78-79
• 5.2 下一步工作安排79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果84-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間項目經(jīng)歷86-88
• 致謝88

【相似文獻(xiàn)】

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