基于噴泉碼的衛(wèi)星通信方法研究.pdf

1、衛(wèi)星通信的重要性不言而喻，但衛(wèi)星通信也面臨著一些現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，如路徑損耗大、傳播時延長。傳統(tǒng)的通信機(jī)制如前向糾錯（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）和自動反饋重傳（Automatic Repeat Request，ARQ），無法同時滿足高可靠性和低時延性的需求。噴泉碼最初應(yīng)用于地面多媒體廣播通信中，首先，它會采用有力的的檢錯技術(shù)來保證只接收正確的數(shù)據(jù)包，其次，在其傳輸過程中不需要提供反饋重傳，所以噴泉碼可以在保證可靠

2、通信的同時，降低接收端的接收時延，因此，噴泉碼在衛(wèi)星通信中有著巨大的應(yīng)用前景。不過，將噴泉碼應(yīng)用于衛(wèi)星通信還面臨著一些問題，針對這些問題，本文完成的工作及貢獻(xiàn)有如下兩方面:
　　1)衛(wèi)星通信中會出現(xiàn)較多的誤包，而目前主流的譯碼算法，如置信傳播算法(Belief Propagation，BP)，會浪費(fèi)大量的誤包。Log-BP算法雖然不會丟棄誤包，但又有計(jì)算量大、不易移植的缺點(diǎn)，所以應(yīng)用很少。針對BP等算法浪費(fèi)誤包的問題，本文提出了一

3、類新型跨層譯碼算法，該算法在應(yīng)用層采用主流的譯碼算法，如BP算法、Inactivation算法，在物理層引入Mining Decoding來處理誤包，在Mining Decoding中，我們首先對誤包進(jìn)行解耦和合并，進(jìn)而借助物理層本身的的前向糾錯碼進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，所以該算法具有很好的兼容性和可移植性。而該算法最大的優(yōu)點(diǎn)則是以有限的計(jì)算代價，顯著提高了譯碼的魯棒性，既減少了對數(shù)據(jù)包的浪費(fèi)，也降低了接收端的接收時延。
　　2)噴泉碼需要

4、一定的冗余才能完成譯碼，而且其冗余不具有很強(qiáng)的“針對性”，所以在某些條件下（如信道太好或者太差時），噴泉碼可能無法降低接收時延。為此，本文研究了噴泉碼相對于傳統(tǒng)技術(shù)的時延優(yōu)勢區(qū)間，即研究了在哪些條件下（如軌道高度、數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)體量、信道質(zhì)量、譯碼能力等），噴泉碼會取得更小的接收時延。這里，本文選擇目前主流的SR-HARQ(Selective-repeatHybrid ARQ)作為對比基準(zhǔn)，首先，本文提出了“相對時延”的指標(biāo)，用以描述反