数字喷泉码的编译码研究与实现

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1、硕士学位论文数字喷泉码的编译码研究与实现RESEARCHANDIMPLEMENTATIONONDIGITALFOUNTAINCODERANDDECODER王洪云哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN911.2学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工程硕士学位论文数字喷泉码的编译码研究与实现硕士研究生：王洪云导师：王振永副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN911.2U.D.C:621.39DissertationfortheM

2、aster’sDegreeinEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONONDIGITALFOUNTAINCODERANDDECODERCandidate：WangHongyunSupervisor：A.Prof.WangZhenyongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDef

3、ence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要在类似于互联网这样基于删除信道模型进行数据传输、实现通信时，传统的传输协议或编译码方式显示出了严重的不足，时延大、信道利用率较低、资源浪费较为严重等等。我们亟需一种新的编译码方式来适应当前的需求，数字喷泉码正是基于此发展起来。喷泉码由于在删除信道模型下具有不可比拟的优势，得到了广泛研究并取得了一定的成果。数字喷泉码没有特定的码率，不需要反馈信道，资源利用率高，复杂度也比较低，并且可以自适应多用户场景。正

4、是由于这些优良的特点使得数字喷泉码得到了更为广泛的关注和发展。本文首先阐述了研究数字喷泉码的重要意义，给出了它的发展历史以及国内外的研究现状。给出了数字喷泉码的基本原理，包括编译码方案的类型、度分布函数的原理设计以及编译码算法等。针对编码过程中LRLTC算法中出现的重复选取现象，介绍了其具体表现和算法原理，在算法原理基础上分析了该现象出现的原因。基于此，本文设计了几种切实可行的改进方案，给出了改进方案的算法流程和具体细节，证明其可以有效地解决重复选取现象，从根本上杜绝该现象的发生，提高了编码译码的性能。最后给出仿真曲线，验证了几种改进算法的可行性。最后，我们在S3C2440A

5、的ARM9平台上，对数字喷泉码的编码译码进行了硬件实现。首先对编译码过程中用到的几种算法进行仿真分析，选定本文硬件实现所采用的算法。然后提供了系统的整体框架以及各个模块的设计详情，并且在硬件实现之后对我们设计的改进LRLTC算法给出了性能验证，同时提供软件端的仿真曲线，对算法的性能进行了实际的验证，有效地支持了我们的结论。关键词：喷泉码；重复选取现象；硬件实现；ARM-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWhenwecarryondatacommunicationliketheInternetwhichisbasedonerasurechannelmodel,t

6、raditionaltransportprotocolsorcodingschemeshowstheseriousdeficiencies,largetimedelay,lowchannelutilizationrate,seriouswastingofresourcesandsoon.Weneedanewwayofcodingtoadapttothecurrentneeds.Digitalfountaincodeisdevelopedbasedontheabovereasons.Becauseoftheincomparableadvantagesinthechannelmo

7、del,fountaincodeshavebeenwidelystudiedandachievedcertainresults.Digitalfountaincodehasnospecificrate,nofeedbackchannel,highresourceutilization,lowcomplexity,andadaptivemultiuserscenarios.Itispreciselybecauseoftheseexcellentfeaturesthatthedigitalfountainc