基于数字喷泉码的研究和其应用.pdf

独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:因臣望日期:泸fo.≥.|V关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有妄c部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释:本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。本人签名:导师签名:、r.,冲t日期:丝Z!:兰:!三日期:兰!!:§:!二^●,、^A~数字喷泉码是一种新型的删除编码,它可以产生无限的输出符号,并灵活地进行码率控制。在实现上,它采用了一种单向的异步传输机制,具有高效、低延迟的性能特征,并对信道的时变性有很高的适应能力。此外,由于其编译码复杂度较低,因此也非常容易实现。由于其种种优势,数字喷泉码具有非常广泛的应用场景,它也逐步进入到实用领域中。迄今为止,已有不少相关的技术专利面世;同时,一些国际组织也将其纳入到相关标准中,包括3GPP、DVB、IETF等,其发展前景非常可观。在本文中,我们介绍了数字喷泉码的发展历程,并针对LT码、Raptor码等几种典型的实现方案进行了详细的说明。通过整理与归纳,我们总结了该领域目前的问题以及研究现状。针对LT编码中出现的重复关联问题,我们从理论上对它做了详细的分析与讨论,揭示了产生无效编码符号的原因,并推导出无效符号的发生概率。进一步地,我们设计出几种可行的改进方案,通过对随机关联进行限制来有效地防止重复关联。针对分布式应用场景,我们就Raptor码进行了实现与讨论,并结合该场景与编译码的特点进行分析,阐明了度1符号的重要性,以及Parity在分布式场景中的特殊性。进一步地,我们提出了一种基于度l符号的改进设想,并设计出具体的编码优化算法。关键字数字喷泉码无码率LT码Raptor码分布式信源编码ABSTRACTDigitalfountaincodes(DFC)-,DFCadoptsasimplexmechanismofasynchronoustransfer,whichpossesseshigh·-efficiencyandlow··delay,andadaptsthetime-,plexityofcoding,,anbeappliedinwidescenarios,,manypatentsareproposed,eptedbysomeinternationalstandards,suchas3GPP,DVB,,,thehistoryofDFCisreferred,andweintroducesome,typicalschemesindetail,,,weconductsomedetailedanalysesanddiscussionstheoreticallyThereasonwhyinvalidencodingsymbolsareproducedisrevealed,andtheprobabilitythatinvalidencodingsymb