Raptor码的译码算法改进及设计研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文Raptor码的译码算法改进及设计研究硕士研究生：康浩指导教师：齐琳讲师学科、专业：信息与通信工程论文主审人：刘彤副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文Raptor码的译码算法改进及设计研究硕士研究生：康浩指导教师：齐琳讲师学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年3月14日论文答辩日期：2018年3月8日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegre

2、eofM.EngImprovementofDecodingAlgorithmandDesignforRaptorCodesCandidate:KangHaoSupervisor:LecturerQiLinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationSystemDateofSubmission:Mar.14,2017DateofOralExamination:Mar.8,2018University:HarbinEngineeringUniver

3、sity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或

4、机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日Raptor码的译码算法改进及设计研究摘要随着人们对大数据量、高速率通信需求的日益增长，运用传统信道编码技术保障数据可靠传输

5、变得愈加困难。在迫切的寻求一种全新的编码技术的情况下，数字喷泉码应运而生，相比于固定码率的传统编码来说，它具有可以根据信道情况调整编码长度、无需信道反馈等优点。起初的喷泉码是基于删除信道提出的，但是由于喷泉码独特的优点，研究者们开始把喷泉码应用到其它信道模型中，并取得了一些成果。本文将以喷泉码中性能最为优秀的Raptor码为研究对象，探究其在噪声信道下的性能，并设计了一种具有高效率的Raptor码。主要研究内容如下：首先，介绍了数字喷泉码的概念。对数字喷泉码中经典的LT码编码过程和译码方法进行了具体的讲述，然后阐述了几种度分布函数，比较了不同度分布函数下LT码

6、的性能。详细分析了LDPC码的编译码过程，其中包括：稀疏校验矩阵H、编码方案、译码流程。并叙述了Raptor码的原理，以及噪声信道下Raptor码的LLR-BP译码方案，重点对预编码为LDPC码的Raptor码进行了性能分析。其次，对AWGN信道下Raptor码的LLR-BP算法进行了改进。针对LLR-BP算法复杂度较高的问题，推导了Raptor码的最小和算法，通过仿真可知，具有修正因子的最小和算法虽然性能没有LLR-BP算法性能好，但可以有效降低算法复杂度，便于硬件实现。针对迭代更新算法是对输入节点和输出节点进行分步更新的问题，引用了非动态异步更新策略，通过

7、与传统迭代方法进行仿真对比，可知这种策略可以加快收敛速率，减少译码时延。然后结合两种方案，提出了非动态调度的Raptor最小和算法，并通过仿真证实了其良好的性能。最后，设计了一种基于编码算法优化的高效Raptor码。针对传统LT码的编码算法的不足，提出了优化的编码方法，通过与传统LT码的编码方法对比，可知优化编码算法具有更好的误码性能。然后介绍了一种高码率的QC-LDPC码，把它作为Raptor码的预编码，与优化编码算法后的LT码进行级联，构造了一种高效Raptor码，通过与传统高效级联码进行仿真对比，突出了构造的Raptor码具有良好的纠错能力，并可以随着信

8、道环境灵活调整的优势。关键词：Rapt