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分布式喷泉码的应用研究

作 者: 杨杰
导 师: 赵志峰
学 校: 浙江大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: 喷泉码 LT码 网络编码 分布式 分层网络 无线传感器网络 数据采集
分类号: TN911.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 52次
引 用: 0次
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内容摘要


随着通信和互联网技术的发展,网络规模逐渐扩大。诸如高清视频和图像等大数据量的多媒体业务正不断涌现,多播和广播技术得到了广泛的应用。喷泉码就是为了解决在大规模数据分发和广播或多播场景下数据的可靠传输问题而设计的。由于喷泉码的编译码复杂度低,不需要任何反馈信道或信道估计来保证数据的可靠传输,得到了业界和学术界越来越多的关注。鉴于LT码编码简单,译码复杂度低,论文以LT码为研究对象,首先从度的设计上着手,对原有的强孤子分布做了进一步的改进并提出了iLT码。接着论文研究了在无线传感器网络中,以数据包为中心实现分布式iLT的编码。各个数据包自主且独立地在整个网络中寻找其他数据包完成编码。由于编码是近乎随机的若干个包相加,所以在编码的同时也实现了数据采集的功能。本文提出了一种新的基于分布式喷泉码编码的高效节能的数据采集方法,减少了节点间的数据通信量,加速了整个无线传感器络的数据采集过程。论文最后将分布式喷泉码编码与机会式网络编码有效融合,给出了在分层网络上详细的编码方案。分层网络中源端通过发送节点及各层中继节点以广播的方式将数据发送给接收端。中继节点采取以弱化iLT编码及机会式网络编码相结合的方式,使其同时达到路由转发和编码的功能。仿真结果证明本方案不仅显著增大了网络吞吐量,而且对于接收端来说降低了译码开销,改善了数据的恢复速率,同时保证了数据的可靠有效传输。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
图目录  10-12
1 绪论  12-18
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 研究现状  13-15
  1.3 论文的研究内容和主要贡献  15-16
  1.4 论文的结构安排  16-18
2 喷泉码概述  18-36
  2.1 引言  18
  2.2 喷泉码的产生及基本概念  18-22
    2.2.1 二元删除信道  18-19
    2.2.2 喷泉码的产生  19-20
    2.2.3 喷泉码的基本概念  20-22
  2.3 LT码  22-31
    2.3.1 LT编码原理  22-23
    2.3.2 LT译码原理  23-25
    2.3.3 度分布的设计  25-30
    2.3.4 性能分析  30-31
  2.4 Raptor码  31-33
    2.4.1 Raptor编码算法  32
    2.4.2 Raptor译码算法  32-33
    2.4.3 弱化的度分布  33
  2.5 喷泉码的研究现状  33-35
  2.6 本章小结  35-36
3 基于分布式iLT码实现高效节能的数据采集  36-56
  3.1 引言  36
  3.2 无线传感器网络概述  36-38
  3.3 研究现状  38-41
  3.4 iLT码  41-43
  3.5 传感器节点的分布式均匀采样  43-46
  3.6 基于分布式iLT编码的数据采集算法  46-50
    3.6.1 系统模型  47-48
    3.6.2 分布式iLT编码  48-50
  3.7 仿真结果分析  50-55
    3.7.1 iLT码性能仿真  50-52
    3.7.2 WSN中基于分布式iLT编码的数据采集  52-55
  3.8 本章小结  55-56
4 基于喷泉码实现增强式的网络编码  56-74
  4.1 引言  56
  4.2 研究现状  56-58
  4.3 网络编码概述  58-60
  4.4 网络模型  60-61
  4.5 弱化的iLT码度分布  61-66
    4.5.1 iLT码度分布的分析  62-63
    4.5.2 iLT码的度分布分解  63-66
  4.6 基于分布式iLT编码实现增强式的网络编码  66-69
  4.7 仿真结果与性能分析  69-72
  4.8 本章小结  72-74
5 总结与展望  74-76
参考文献  76-82
攻读硕士学位期间参与的项目和取得的成果  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论
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