等離子信道下噴泉碼技術(shù)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(chǎn)生了一層等離子鞘套。等離子鞘套會對電磁波信號產(chǎn)生吸收、反射和散射從而使得通信信號產(chǎn)生衰減、相移、色散等效應(yīng)，嚴(yán)重時會導(dǎo)致信號的中斷。而通信中的信道編碼技術(shù)能夠帶來編碼增益，且節(jié)省寶貴的功率資源，已經(jīng)成為了通信系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，其也作為一種抗干擾技術(shù)，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(yīng)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(chǎn)生和發(fā)射，直到接收到足夠恢復(fù)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(fù)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(shè)計。主要完成的工作有以下幾個方面

3、：首先系統(tǒng)地總結(jié)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(jìn)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(yīng)的推導(dǎo)，該算法在應(yīng)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(jìn)行了仿真分析，研

4、究了相應(yīng)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(hù)性能。文章最后針對噴泉碼 LT碼的編碼方案，設(shè)計了一款基于 FPGA實現(xiàn)的LT碼的編碼器，并進(jìn)行了相應(yīng)的仿真及測試分析，經(jīng)驗證編碼器的邏輯功能正確。
　　基于本文的研究結(jié)果表明，針對等離子信道下的改進(jìn)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(yīng)用仍需進(jìn)一