摘要：RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,提出一种RaptorQ编译码算法的优化版本。新的编译码流程通过固定生成矩阵的方式提前计算好生成矩阵并存储,方便随时调用;通过提前列变换的方式规避多次寻找标准行和高斯消去操作,以及通过去稀疏化的方式,减少编译码过程中的矩阵乘法和异或运算。仿真比较优化前后的编译码算法,结果表明,优化后的RaptorQ码编译码流程能够在保证传输性能不变的同时,减少RaptorQ喷泉码编译码基本运算次数、缩短RaptorQ喷泉码编译码的时间,降低了编译码的计算复杂度,并保持了传输性能。

摘要：为满足新工科建设和物联网课程教学的需求,结合存储和纠删码领域的前沿知识,提出了一套基于喷泉码的分布式云存储教学系统,将物联网中传输层协议与喷泉码特性灵活结合。以“物联网技术及应用”课程为例,介绍了基于喷泉码的分布式云存储教学系统开展分层次实验教学的具体案例——传统三副本+TCP模式分布式云存储系统的实现与喷泉码+UDP模式分布式云存储系统的实现。实践表明,通过该系统的使用,学生可以有效将理论学习与实际应用相结合,锻炼自身编程能力和工程实践能力。

摘要：近年来,信息的安全传输备受人们关注,现有的物理层安全技术从信息论的角度出发,将物理层安全编码与传输信道的动态物理特性进行结合,实现信息的保密传输。作为一种纠删码,LT(Luby transform)码由于其编码随机性、码率不固定等特性,使得窃听者不能直接从泄露的编码符号中得到有用信息,只要合法用户在窃听者之前接收到足够数量的编码符号,便可实现信息的安全传输。而作为一种转移LT(Shifted LT,SLT)码,SLT码能高效恢复信息的同时具有更小的译码开销。因此,我们将SLT码应用于Wyner降阶窃听信道模型进行研究,提出一种基于部分信息转移的SLT-LT联合码防窃听方案,信源利用接收者已知的部分信息对度分布进行调整,并对信源符号进行SLT-LT码级联编码。由于窃听信道是合法信道的降阶信道,因此外在的窃听者截获到的消息符号是合法接收者的降阶版本,在相同时间内,合法接收者能够收到更多消息符号,随着编解码过程的不断进行,合法接收者的优势不断累积,能够优先完成解码,而度分布的调整以及级联编码方案使得编码符号的平均度进一步增大,窃听者难以完成解码,进一步降低了窃听者译出率;之后,对所提方案的编解码性能以及安全性进行理论分析,并通过实验仿真进行验证,仿真结果表明,与其他防窃听LT方案相比,本文所提方案仅增加少量的译码开销但具有更好的安全性能。

摘要：针对喷泉码中LT(Luby transform)码编码效率不高、需传送的数据量大、时延长且译码概率低等弊端,将数学极限分析方法引入LT码的度数分布中,提出了一种不定帧长LT码方案,并且在不定帧长LT码的生成矩阵中引入改进的熵编码压缩算法,得到了以熵编码为基础的不定帧长LT码系统模型.其核心思想是先将原始数据进行适当的帧长设计,通过不定帧长的方法对原始数据进行拆分编译码,以满足不同的性能要求,然后对生成矩阵按列进行熵编码优化,使得在不破坏喷泉码特性的前提下大大减少所需传送的数据量.理论分析和仿真结果表明:与已提出的LT码相比,该系统能够有效地提高其编码效率和译码概率,降低LT码的编译码数据量和运算量.

摘要：与传统的喷泉码相比,基于反馈信息的喷泉码可以有效降低译码开销,其编码所采用度分布则是喷泉码设计的关键,本文提出一种适用于反馈喷泉码的基于部分信息度分布构造方法.该方法首先提出具有较小译码开销的最佳单项式度分布函数,并将其与传统的SRSD度分布相结合,然后通过参数调整可以获得修正后的ISRSD度分布函数.仿真结果表明在已知部分信息的喷泉码中,与传统的SRSD度分布函数相比,采用ISRSD度分布函数进行编码使其性能得到明显的提高.

摘要：为了提高直升机在应急无线紫外光通信辅助起降中信标搜寻、定位降落的效率和可靠性,该文提出一种基于喷泉(LT)码的分等级编码通信方案,采用不同等级编码的分级方法设计了不同场景、不同引导阶段的通信策略,分析了高丢包率信道环境中变化删除概率下的误比特率,并与其他传统信道编码进行了比较。实验仿真结果表明,在二进制删除信道下,该分等级编码方法可显著降低LT码的误比特率,提高了编译码性能;该通信策略适用于高丢包率信道环境,能获得更好的通信效果,提高了直升机应急辅助起降的安全性。

摘要：针对未来深空超远距离通信无法建立有效的点对点链路及大路径损耗、大传播延时等难题,提出了一种基于中继协作网络模型下的喷泉编码转发方案。与现有的空间传输协议相比,喷泉码能够以较低的编译码复杂度为下行数据分组提供前向纠删保护,降低确认重传的次数,有效减少传输时延。在地球-火星通信场景下,对中继编码协作转发方案的复杂度和能量开销进行了性能评估,并在理论上分析了中继卫星的位置对系统性能的影响。仿真结果表明,中继喷泉编码协作转发方案可有效节约深空环境下通信系统的能量开销。

摘要：针对跳频系统在一半跳频频点失效时系统瘫痪而无法通信,而喷泉码具有无码率、低复杂度、易于硬件实现等优势,考虑将喷泉编码用于强抗干扰跳频通信系统中.本文在对喷泉码编码原理及算法进行深入分析基础上,研究了基于喷泉编码的连续和随机频点部分频带干扰情况下的高效传输和译码性能.Matlab仿真表明,采用高码率LDPC预编码能有效降低译码开销.此外,还给出了一些重要结论以及译码参数计算公式,对实际跳频系统具有重要的指导意义.

摘要：该文提出了一种可适用于加性高斯白噪声(AWGN)信道的融合扩展窗喷泉码(Expanding Window Fountain,EWF)和规则变量节点度LT码(Regularized variable-node Luby Transform,RLT)策略的不等差错保护(UEP)算法,称为EWF-RLT编码算法。首先利用扩展窗口技术给不同重要等级的数据加窗,编码时让较高重要等级数据以更高的概率参与编码;同时,结合规则变量节点度算法,改变传统LT码编码过程中随机选取邻居节点的编码方式,使较高重要等级的数据具有较大的最小变量节点度,改善错误平层现象。分析和仿真结果表明,该文提出的EWF-RLT算法与传统算法相比,能对较高重要等级数据进行更强的保护,提升网络传输质量;在UEP方案设计中,加入RLT码编码参数,使得该文方案更加灵活与适用。

摘要：6G时代越来越多的智能应用将在高铁中部署,需要高铁移动网络提供可靠和高效的传输服务。然而,受高速移动影响,车-地通信链路呈现快时变特性,采用传统的信道估计、反馈机制难以有效跟踪链路的快速时变,因此高铁移动网络亟需高效的前向纠错无反馈传输方案。由于R10编码兼顾了喷泉码和系统码的优点,将其引入高铁移动场景,提出了一种基于R10编码的高速移动车-地编码传输方案。采用该方案,发送端编码过程加入结构化冗余信息结合特定编码规则生成并发送任意数量编码符号,而接收端只需要收集一定数量编码符号结合结构化冗余信息即可更精准地恢复原数据,因此可实现更低的误码率。仿真实验表明,所提方案与传统无需反馈编码传输方案相比误比特率大大降低。以Turbo码为例,误比特率降低了约13%。