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Efficient unequal error protection for online fountain codes

Journal of Systems Engineering and Electronics 2024年第2期35卷 286-293页

作者： SHI Pengcheng WANG Zhenyong LI Dezhi LYU Haibo School of Electronics and Information Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Shenzhen Academy of Aerospace Technology Shenzhen 518057China

In this paper,an efficient unequal error protection(UEP)scheme for online fountain codes is proposed.In the buildup phase,the traversing-selection strategy is proposed to select the most important symbols(MIS).Then,in the completion phase,the weighted-selection strategy is applied to provide low overhead.The performance of the proposed scheme is analyzed and compared with the existing UEP online fountain scheme.Simulation results show that in terms of MIS and the least important symbols(LIS),when the bit error ratio is 10-4,the proposed scheme can achieve 85%and 31.58%overhead reduction,respectively.

关键词： online fountain code random graph unequal error protection(UEP) rateless code

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AWGN信道上rateless code的研究

AWGN信道上Rateless Code的研究

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作者：霍媛圆浙江大学

学位级别：硕士

频谱共享无线通信是未来无线通信技术发展的必然趋势和要求。它能够使得多个异构、具有不同体制或分属于不同运营商的通信系统可以动态和机会式地访问同一共享频段,实现频谱授权用户和/或非授权用户可靠、和谐地共存,从而有效解决可用... 详细信息

频谱共享无线通信是未来无线通信技术发展的必然趋势和要求。它能够使得多个异构、具有不同体制或分属于不同运营商的通信系统可以动态和机会式地访问同一共享频段,实现频谱授权用户和/或非授权用户可靠、和谐地共存,从而有效解决可用无线频谱资源日益匮乏的迫切问题,同时显著提高现有频谱资源的利用效率。rateless code是一种无速率约束码,它具有三个重要属性:自适应链路速率适配、rateless属性(流属性)以及桶积水效应。rateless code可用来有效实现频谱共享无线传输链路中的干扰避免、干扰抑制和干扰消除,以及完成链路建立和多接入控制等,为有效实现频谱共享和多无线电共存提供新的技术途径。本文基于除删信道上的rateless code以及AWGN信道上LDPC码的相关技术,提出了适合于AWGN信道的rateless code——AR(Accumulative rateless)code,为AWGN信道上rateless code的研究作出了一定的贡献。本文首先研究了LDPC码的相关技术。研究了LDPC码的分析优化工具——密度进化,包括AWGN信道上LDPC码的三种密度进化:BP译码算法的密度进化、BP译码算法密度进化的高斯近似、离散域上的密度进化,仿真分析表明离散域上的密度进化是一种复杂度低且性能较好的密度进化方法;然后介绍了一种新的LDPC码——IRA码,提出了IRA码的离散域上的密度进化分析方法;最后研究了LDPC码Tanner图的生成工具——PEG(Progressive Edge-Growth)算法,略作修改后提出了IRA码的信息节点PEG算法,进而提出了IRA码的校验节点PEG算法,仿真分析证明了在采用随机选择的情况下IRA码的校验节点PEG算法对于信息节点PEG算法是没有性能损失的。本文接着转入了AWGN信道上rateless code的研究。首先定义了一种适合于AWGN信道非级联形式的rateless code——AR code,并详述了它的编译码方法,它的核心思想是在LT code的编码器后面再添加一个累加器,以使得Tanner图中编码节点的度数不再为1,从而解决了LT code工作于AWGN信道的“差错平台”问题;然后提出了两种易于实现且性能较好的AR code:信息节点度数分布类均匀的AR code和某个码率处信息节点度数分布受限的AR code;最后仿真对比了ARcode和LT code在AWGN信道上的性能,证明信息节点度数分布类均匀的AR code和某个码率处信息节点度数分布受限的AR code均能很好的解决LT code工作于AWGN信道的“差错平台”问题,而且某个码率处信息节点度数分布受限的ARcode的性能甚至明显优于LT code,基于某个码率处信息节点度数分布受限的ARcode提出了进一步优化AR code的思路。本文最后研究了AR code的译码算法。首先研究了串行BP译码算法,利用仿真分析得出了它的收敛速度比并行BP译码算法快的结论,因为两种BP算法每次迭代的复杂度几乎相同,进而得出了串行BP算法的复杂度低于并行BP算法的结论;然后针对AR code的校验节点会不断增多的特点提出了将按校验节点划分的串行BP算法作为AR code的译码算法,这样既可以降低复杂度,又可以增加译码灵活性;最后提出了AR code的一种渐进译码算法——保留校验节点消息的渐进译码算法,并仿真证明了这种算法可以进一步降低AR code译码算法的复杂度。

关键词： rateless code LDPC码 IRA码密度进化 PEG算法 AR code 串行BP译码算法渐进译码算法

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Rate Adaptation for Decoding-and-Forward Relay Channel by Random Projections codes

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Journal of Computer and Communications 2016年第4期4卷 169-179页

作者： Min Wang Qin Zou Caihui Liu College of Mathematics and Computer Science Gannan Normal University Ganzhou China

This paper investigates rate adaptation schemes for decoding-and-forward (DF) relay system based on random projections codes (RPC). We consider a classic three node relay system model, where relay node performs on half-duplex mode. Then, we give out receiving diversity relay scheme and coding diversity relay scheme, and present their jointly decoding methods. Furthermore, we discuss the performance of the two schemes with different power allocation coefficients. Simulations show that our relay schemes can achieve different gain with the help of relay node. And, we should allocate power to source node to just guarantee relay node can decode successfully, and allocate remain power to relay node as far as possible. In this way, this DF relay system not only achieves diversity gain, but also achieves higher and smooth spectrum efficiency.

关键词： Rate Adaptation Decoding-and-Forward Relay Random Projections codes rateless code

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