等離子信道下噴泉碼技術研究.pdf

1、超高聲速飛行器在大氣層中以極高的速度飛行時，機體會與周圍的空氣發(fā)生劇烈摩擦，激增的高溫使得機體周圍的空氣分子發(fā)生電離現(xiàn)象，從而在機體周圍產生了一層等離子鞘套。等離子鞘套會對電磁波信號產生吸收、反射和散射從而使得通信信號產生衰減、相移、色散等效應，嚴重時會導致信號的中斷。而通信中的信道編碼技術能夠帶來編碼增益，且節(jié)省寶貴的功率資源，已經成為了通信系統(tǒng)中必不可少的關鍵技術，其也作為一種抗干擾技術，在數(shù)字通信上顯示出越來越重要的作用。因此針對

2、這種通信過程中的“黑障”問題，本論文采用了應用噴泉碼的編碼思想解決該問題的方法。利用噴泉碼的無速碼率特性，即碼字可以像噴泉般不停的產生和發(fā)射，直到接收到足夠恢復原始數(shù)據(jù)為止。而且噴泉碼的前向糾錯特性不需要數(shù)據(jù)的重傳，這樣就可以實現(xiàn)用有效性來換取可靠性，適宜復雜多變的等離子信道。
　　本文主要研究了在等離子信道下噴泉碼 LT碼的仿真分析，以及在等離子信道下的非規(guī)則 LDPC碼和噴泉碼 LT碼的編碼器設計。主要完成的工作有以下幾個方面

3、：首先系統(tǒng)地總結和闡述了噴泉碼的編碼和譯碼思想，接著對等離子體的信道模型進行了研究和分析。提出了針對等離子信道的譯碼算法為軟判決 MP算法的LT碼，并對該算法做出了相應的推導，該算法在應用中可以將等離子信道邏輯上等效于刪除信道。通過仿真驗證，在不同的輸入數(shù)據(jù)量下，采用該譯碼算法的噴泉碼在等離子信道下具有較好的抗誤碼特性。第二，研究了在等離子信道下非規(guī)則 LDPC碼的EXIT圖分析，并對非規(guī)則 LDPC碼在不同的信噪比下進行了仿真分析，研

4、究了相應的譯碼門限和信道容量。通過對非規(guī)則 UEP-LDPC碼在等離子信道下的仿真分析，表明了在等離子信道下數(shù)據(jù)顯示出良好的不等差錯保護性能。文章最后針對噴泉碼 LT碼的編碼方案，設計了一款基于 FPGA實現(xiàn)的LT碼的編碼器，并進行了相應的仿真及測試分析，經驗證編碼器的邏輯功能正確。
　　基于本文的研究結果表明，針對等離子信道下的改進的噴泉碼算法可以一定程度上緩解黑障問題，但是不能完全的消除，針對噴泉碼在等離子信道下的應用仍需進一