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DNA存储场景下的大小喷泉码模型设计
1
作者 崔竞松 蒋昌跃 郭迟 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期72-82,共11页
在DNA存储等应用场景中,传统喷泉码算法需要占用额外信道资源将源文件分组数目K传递给解码端。在实际应用中,虽然可以将K嵌入在每一个编码数据分组中进行传递,但这种做法会严重浪费信道的带宽。针对上述问题,提出了一种大小喷泉码模型,... 在DNA存储等应用场景中,传统喷泉码算法需要占用额外信道资源将源文件分组数目K传递给解码端。在实际应用中,虽然可以将K嵌入在每一个编码数据分组中进行传递,但这种做法会严重浪费信道的带宽。针对上述问题,提出了一种大小喷泉码模型,通过增加小喷泉码这一带外信道来优化关键参数的传递。小喷泉码将每个编码分组中有关参数K所占用空间的粒度降至1 bit,有效减少了带宽资源的消耗。此外,小喷泉码还能适应由于DNA存储介质不均匀所导致的编码序列不定长的限制条件,一定条件下甚至可以完全不占用额外信道带宽。 展开更多
关键词 DNA存储 喷泉码 LT码 规避序列
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RaptorQ喷泉码编译码算法分析及优化
2
作者 马梦宇 罗长洲 +1 位作者 梁春瑞 王杰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1440-1447,共8页
RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,... RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,提出一种RaptorQ编译码算法的优化版本。新的编译码流程通过固定生成矩阵的方式提前计算好生成矩阵并存储,方便随时调用;通过提前列变换的方式规避多次寻找标准行和高斯消去操作,以及通过去稀疏化的方式,减少编译码过程中的矩阵乘法和异或运算。仿真比较优化前后的编译码算法,结果表明,优化后的RaptorQ码编译码流程能够在保证传输性能不变的同时,减少RaptorQ喷泉码编译码基本运算次数、缩短RaptorQ喷泉码编译码的时间,降低了编译码的计算复杂度,并保持了传输性能。 展开更多
关键词 喷泉码 RaptorQ RFC6330 编译码算法
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水声网络按序递归与限制反馈的在线喷泉码算法与分析
3
作者 柳秀秀 杜秀娟 韩多亮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1734-1740,共7页
水声网络具有低带宽、长时延、高误码率等特征,这使得数据的可靠传输面临着巨大挑战.在线喷泉码具有低开销、在线反馈和通过给定瞬时解码状态获得最优编码策略等优点,因此,针对水声网络的特点,分析在线喷泉码的编解码和反馈问题,提出了... 水声网络具有低带宽、长时延、高误码率等特征,这使得数据的可靠传输面临着巨大挑战.在线喷泉码具有低开销、在线反馈和通过给定瞬时解码状态获得最优编码策略等优点,因此,针对水声网络的特点,分析在线喷泉码的编解码和反馈问题,提出了按序递归与限制反馈的在线喷泉码(Sequential Recursive Online Fountain Code with Limited Feedback,SROFC-LF).基于随机图理论对SROFC-LF需要的编码包数量进行理论分析,理论分析和实验仿真一致.实验表明:无论开销和反馈包数量,SROFC-LF比大部分在线喷泉码均表现出更好性能,适合水声网络. 展开更多
关键词 在线喷泉码 水声网络 按序递归与限制反馈的在线喷泉码 开销 反馈
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基于喷泉码的车联网数据分发方案
4
作者 刘建航 王杰冰 +2 位作者 李世宝 翁好男 董志涵 《计算机与数字工程》 2023年第11期2643-2649,2688,共8页
数据传播是用于向终端用户提供信息娱乐和安全服务的主要技术之一,在该过程中,位于特定区域的车辆(OBUS)接收由路边单元(RSU)广播的数据。然而,当车辆移动较快,广播内容的数据量较大时,车辆很难在一个RSU的通信范围内收集到完整的广播... 数据传播是用于向终端用户提供信息娱乐和安全服务的主要技术之一,在该过程中,位于特定区域的车辆(OBUS)接收由路边单元(RSU)广播的数据。然而,当车辆移动较快,广播内容的数据量较大时,车辆很难在一个RSU的通信范围内收集到完整的广播内容。针对这一问题,论文提出了一种基于喷泉码的多RSU协同数据传输方案,将源数据以喷泉码编码,由多个RSU同时注入到车载自组织网络(VANET)中,RSU根据所处位置以及周边行驶车辆速度、密度使用模糊逻辑决策发送喷泉编码包数量。区域内车辆通过车对车(V2V)通信共享数据包,车辆获取到足够的编码包后重建源数据。实验结果表明,该方案在保证交付率的前提下,有效地降低了交付时间,实现了性能的明显提升。 展开更多
关键词 车联网 数据分发 喷泉码 RSU协作
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喷泉码的分布式云存储教学系统设计
5
作者 袁磊 付饶 +1 位作者 沈钰 任秀杰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第11期196-200,228,共6页
为满足新工科建设和物联网课程教学的需求,结合存储和纠删码领域的前沿知识,提出了一套基于喷泉码的分布式云存储教学系统,将物联网中传输层协议与喷泉码特性灵活结合。以“物联网技术及应用”课程为例,介绍了基于喷泉码的分布式云存储... 为满足新工科建设和物联网课程教学的需求,结合存储和纠删码领域的前沿知识,提出了一套基于喷泉码的分布式云存储教学系统,将物联网中传输层协议与喷泉码特性灵活结合。以“物联网技术及应用”课程为例,介绍了基于喷泉码的分布式云存储教学系统开展分层次实验教学的具体案例——传统三副本+TCP模式分布式云存储系统的实现与喷泉码+UDP模式分布式云存储系统的实现。实践表明,通过该系统的使用,学生可以有效将理论学习与实际应用相结合,锻炼自身编程能力和工程实践能力。 展开更多
关键词 实验教学 喷泉码 分布式云存储
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数字喷泉码及网络喷泉码的最新进展 被引量：8
6
作者 徐大专 邵汉钦 +1 位作者 张小飞 许生凯 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2014年第3期351-359,共9页
数字喷泉码和网络编码都是提高网络传输效率的有效技术方法,两者有机结合形成的网络喷泉码具有重要的理论意义和应用价值。本文首先对数字喷泉码的最新研究进展进行了综述,分别介绍了几类常见的数字喷泉码的相关研究工作;其次对当前网... 数字喷泉码和网络编码都是提高网络传输效率的有效技术方法,两者有机结合形成的网络喷泉码具有重要的理论意义和应用价值。本文首先对数字喷泉码的最新研究进展进行了综述,分别介绍了几类常见的数字喷泉码的相关研究工作;其次对当前网络喷泉码的研究现状进行了系统的总结,重点介绍了同构网络喷泉码、异构网络喷泉码和无线网络喷泉码的相关理论及其最新研究成果,并分析了研究中存在的问题;最后对网络喷泉码的相关理论及其应用的发展趋势进行了分析和展望。 展开更多
关键词 数字喷泉码 网络编码 网络喷泉码 度分布 密度演化
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基于规则变量节点度和扩展窗喷泉码的不等差错保护算法 被引量：2
7
作者 黄太奇 易本顺 +2 位作者 姚渭箐 方华猛 李卫中 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1931-1936,共6页
该文提出了一种可适用于加性高斯白噪声(AWGN)信道的融合扩展窗喷泉码(Expanding Window Fountain,EWF)和规则变量节点度LT码(Regularized variable-node Luby Transform,RLT)策略的不等差错保护(UEP)算法,称为EWF-RLT编码算法。首先利... 该文提出了一种可适用于加性高斯白噪声(AWGN)信道的融合扩展窗喷泉码(Expanding Window Fountain,EWF)和规则变量节点度LT码(Regularized variable-node Luby Transform,RLT)策略的不等差错保护(UEP)算法,称为EWF-RLT编码算法。首先利用扩展窗口技术给不同重要等级的数据加窗,编码时让较高重要等级数据以更高的概率参与编码;同时,结合规则变量节点度算法,改变传统LT码编码过程中随机选取邻居节点的编码方式,使较高重要等级的数据具有较大的最小变量节点度,改善错误平层现象。分析和仿真结果表明,该文提出的EWF-RLT算法与传统算法相比,能对较高重要等级数据进行更强的保护,提升网络传输质量;在UEP方案设计中,加入RLT码编码参数,使得该文方案更加灵活与适用。 展开更多
关键词 喷泉码 加性高斯白噪声信道 不等差错保护 扩展窗喷泉码 规则变量节点度
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一种用于水声通信的喷泉码最大似然译码方法 被引量：2
8
作者 武岩波 朱敏 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期288-293,共6页
针对水声通信特点,研究随机线性喷泉码及最大似然译码,在分块数较小的包传输中纠正删除错误。传统的最大似然译码为整包统一处理,译码延迟大。该文提出一种逐行累增的高斯消去方法,将译码过程划分到各块到达时隙中执行,利用二进制分布... 针对水声通信特点,研究随机线性喷泉码及最大似然译码,在分块数较小的包传输中纠正删除错误。传统的最大似然译码为整包统一处理,译码延迟大。该文提出一种逐行累增的高斯消去方法,将译码过程划分到各块到达时隙中执行,利用二进制分布求和的概率公式对单块到达所需计算量进行分析。在实际水声通信处理平台上进行了验证,满足实时计算需求,可用于水下图像、传感器数据等的传输。 展开更多
关键词 水声通信 喷泉码 高斯消去法 随机线性喷泉码
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一种改进的基于部分信息喷泉码度分布设计 被引量：13
9
作者 牛芳琳 李宝明 +2 位作者 陈付亮 王洪玉 祝开艳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期295-300,共6页
与传统的喷泉码相比,基于反馈信息的喷泉码可以有效降低译码开销,其编码所采用度分布则是喷泉码设计的关键,本文提出一种适用于反馈喷泉码的基于部分信息度分布构造方法.该方法首先提出具有较小译码开销的最佳单项式度分布函数,并将其... 与传统的喷泉码相比,基于反馈信息的喷泉码可以有效降低译码开销,其编码所采用度分布则是喷泉码设计的关键,本文提出一种适用于反馈喷泉码的基于部分信息度分布构造方法.该方法首先提出具有较小译码开销的最佳单项式度分布函数,并将其与传统的SRSD度分布相结合,然后通过参数调整可以获得修正后的ISRSD度分布函数.仿真结果表明在已知部分信息的喷泉码中,与传统的SRSD度分布函数相比,采用ISRSD度分布函数进行编码使其性能得到明显的提高. 展开更多
关键词 喷泉码 LT码 BP译码 SRSD
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数字喷泉码及其应用的研究进展与展望 被引量：41
10
作者 慕建君 焦晓鹏 曹训志 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1571-1577,共7页
基于TCP协议的大部分网络通信都将接收到的数据包当作一个有序序列进行处理.TCP协议的这种有序序列模式限制了其在大量数据传输或将数据分布到大量用户的应用.基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据... 基于TCP协议的大部分网络通信都将接收到的数据包当作一个有序序列进行处理.TCP协议的这种有序序列模式限制了其在大量数据传输或将数据分布到大量用户的应用.基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据的传输方式,使得数字喷泉码成为一类适用于可靠通信的有效编码技术,而具有广阔的应用前景.本文综述了几类典型数字喷泉码的原理及其优缺点;探讨了这几类数字喷泉码的具体应用;指出了数字喷泉码研究中需要解决的一些关键问题.最后,对数字喷泉码的发展前景及研究方向进行展望. 展开更多
关键词 数字喷泉码 纠删码 删除信道 LT码 RAPTOR码
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采用数字喷泉码的无线协作中继方案及其性能分析 被引量：19
11
作者 雷维嘉 谢显中 李广军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期228-233,共6页
协作中继传输是无中心节点的无线网络中的重要传输方式.在中继传输中应用数字喷泉码,能降低反馈信息的传输量,并在多个中继节点的情况下明显提高前向传输效率.提出了能量累积方式和信息累积方式两种喷泉中继传输方案,并对源节点至中继... 协作中继传输是无中心节点的无线网络中的重要传输方式.在中继传输中应用数字喷泉码,能降低反馈信息的传输量,并在多个中继节点的情况下明显提高前向传输效率.提出了能量累积方式和信息累积方式两种喷泉中继传输方案,并对源节点至中继节点、中继节点至目的节点的传输性能进行了理论分析和仿真.能量累积方式在降低节点传输功耗上更为有效,而信息累积方式则能明显降低传输时间,并能适应中继节点数量和转发能力的变化,充分利用其转发能力.理论分析和仿真的结果表明,喷泉中继传输的性能明显优于普通中继传输的性能. 展开更多
关键词 协作中继 中继传输 数字喷泉码 能量累积 信息累积
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深空通信中喷泉码技术研究 被引量：10
12
作者 姚文顶 李晖 +1 位作者 陈立甲 许洪光 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期40-44,共5页
深空通信时延长、误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,决定了编译码技术成为深空通信中的一个难点问题。介绍了喷泉码的基本概念和特点,分析了喷泉码的全选问题、阶的分布问题和译码算法以及LDPC译码算法的性能... 深空通信时延长、误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,决定了编译码技术成为深空通信中的一个难点问题。介绍了喷泉码的基本概念和特点,分析了喷泉码的全选问题、阶的分布问题和译码算法以及LDPC译码算法的性能等问题,提出了在深空通信中采用内码为LDPC码、外码为喷泉码的级联码方式,分析了该级联码的性能。结果表明,该码具有较好的性能以及与码长成线性关系的译码复杂度,能够满足深空通信对于信息传输可靠性的要求,满足通信质量要求,在深空通信中有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 深空通信 喷泉码 LDPC 级联码 译码算法 阶的分布
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一种分布式喷泉码在协作通信中的应用 被引量：5
13
作者 祝开艳 王洪玉 +1 位作者 孙文珠 牛芳琳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1249-1255,共7页
为了减少基于数字喷泉码的协作传输系统中的计算复杂度和传输延迟,提出了一种基于分布式喷泉码的协作通信传输方案,给出了两层数字喷泉编码的度分布函数的设计过程;以各链路的丢包率为参量分析了系统传输时延,并与其他数字喷泉码传输方... 为了减少基于数字喷泉码的协作传输系统中的计算复杂度和传输延迟,提出了一种基于分布式喷泉码的协作通信传输方案,给出了两层数字喷泉编码的度分布函数的设计过程;以各链路的丢包率为参量分析了系统传输时延,并与其他数字喷泉码传输方案进行了比较.理论分析和仿真结果表明,在各链路丢包率较大时采用这种分布式喷泉码的协作传输机制能在传输时延上显著改善系统性能,而且各链路删除概率越大时优势越明显. 展开更多
关键词 协作通信 中继传输 数字喷泉码 分布式LT码
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一种适用于深空通信的有限随机性喷泉码算法 被引量：8
14
作者 顾术实 张钦宇 焦健 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2545-2549,共5页
基于数字喷泉的编译码技术无码率、不需要反馈的特点可适应深空环境下的文件传输。但传统的喷泉随机编码算法需要104量级以上的码长以保证可恢复概率,且原有的译码算法是一种次优方案,无法满足功率和存储空间严格受限的深空通信系统。... 基于数字喷泉的编译码技术无码率、不需要反馈的特点可适应深空环境下的文件传输。但传统的喷泉随机编码算法需要104量级以上的码长以保证可恢复概率,且原有的译码算法是一种次优方案,无法满足功率和存储空间严格受限的深空通信系统。提出了一种限制编码过程中部分随机性的相关列补偿编码算法,采用渐增高斯消去算法优化译码性能。仿真结果表明所提出的联合优化编译码方案能使码长不大于103的喷泉码在冗余度小于0.20的情况下,获得10-4的译码失败率,较好地解决了传统数字喷泉码在空间通信系统中的适用问题。 展开更多
关键词 深空通信 文件传输 喷泉码 相关列补偿算法 渐增高斯消去算法
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喷泉码中LT码的次优度分布 被引量：7
15
作者 朱宏鹏 张更新 谢智东 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期6-11,共6页
度分布是影响LT码译码效率的关键因素。通过对译码过程中预处理集的分析,提出LT码的最优度分布,指出其在实际应用中存在的问题,并在此基础上提出实用的次优度分布。测试结果表明,采用次优度分布的LT码在平均译码效率、最优译码效率、译... 度分布是影响LT码译码效率的关键因素。通过对译码过程中预处理集的分析,提出LT码的最优度分布,指出其在实际应用中存在的问题,并在此基础上提出实用的次优度分布。测试结果表明,采用次优度分布的LT码在平均译码效率、最优译码效率、译码效率方差三方面性能都优于稳健孤立子度分布,研究结果对提高数据分发应用的分发效率具有实用价值。 展开更多
关键词 喷泉码 LT码 次优度分布 稳健孤立子度分布
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喷泉码的Logistic映射实现 被引量：11
16
作者 黄诚 易本顺 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期103-107,共5页
为解决喷泉码中度数和编码分组邻接关系的恢复问题,提出一种基于混沌理论的喷泉码实现方法.通过复合Logistic返回映射及相空间特性,利用混沌方程的初始值作为公钥,实现喷泉码的度数和邻接关系的无开销同步.计算机仿真结果表明该方法在... 为解决喷泉码中度数和编码分组邻接关系的恢复问题,提出一种基于混沌理论的喷泉码实现方法.通过复合Logistic返回映射及相空间特性,利用混沌方程的初始值作为公钥,实现喷泉码的度数和邻接关系的无开销同步.计算机仿真结果表明该方法在喷泉码的应用中具有良好的性能. 展开更多
关键词 喷泉码 Luby transform码 混沌 LOGISTIC映射
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基于改进喷泉码的高可用性数据冗余方案 被引量：5
17
作者 徐公华 张申 刘鹏 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第16期11-12,15,共3页
分析线性喷泉码、改进的LT码和Raptor码,研究预编码技术,阐述基于RS码的改进型Raptor码技术。该技术能克服LT码解码代价不固定的缺点,具有解码率高、抗删除能力强等优点,适合处理数据网络传输的安全问题和数据的高可用性问题。仿真结果... 分析线性喷泉码、改进的LT码和Raptor码,研究预编码技术,阐述基于RS码的改进型Raptor码技术。该技术能克服LT码解码代价不固定的缺点,具有解码率高、抗删除能力强等优点,适合处理数据网络传输的安全问题和数据的高可用性问题。仿真结果表明,改进型Raptor码较LT码在相同编码冗余度下提高了可译码概率,在一定可译码概率下降低了编码冗余度要求。 展开更多
关键词 喷泉码 LT码 RAPTOR码 冗余
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数字喷泉码度分布优化设计的最新研究进展 被引量：4
18
作者 徐大专 许生凯 +1 位作者 华洁 程凯 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第4期733-746,共14页
数字喷泉码是一种无速率码,能够有效避免大规模网络广播组播传输中的"反馈风暴"问题,在大数据的网络传输中具有广阔的应用前景。本文论述了当前数字喷泉码的研究现状,分别介绍了不同信道条件下几种典型的数字喷泉码。度分布... 数字喷泉码是一种无速率码,能够有效避免大规模网络广播组播传输中的"反馈风暴"问题,在大数据的网络传输中具有广阔的应用前景。本文论述了当前数字喷泉码的研究现状,分别介绍了不同信道条件下几种典型的数字喷泉码。度分布是数字喷泉码设计的基础,本文总结了现有数字喷泉码度分布优化设计方面的研究工作,重点介绍了不同信道下基于密度演化方法的度分布设计模型,并分析了存在的不足及改进之处。最后,对数字喷泉码的设计、应用和发展趋势给出了分析和展望。 展开更多
关键词 数字喷泉码 度分布 优化设计 密度演化
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采用喷泉码的无线传感器网络数据编解码算法 被引量：5
19
作者 彭小峰 杨川 +1 位作者 王凯立 王正旭 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2013年第11期69-73,共5页
针对传统的无线传感器网络可靠性机制效率不高的缺陷,提出了一种新的"喷泉码"编解码算法。通过理论分析喷泉码在无线传感器网络中数据传输的可行性,给出了具体的系统方案和模型,设计了基于喷泉码的无线传感器网络编解码算法... 针对传统的无线传感器网络可靠性机制效率不高的缺陷,提出了一种新的"喷泉码"编解码算法。通过理论分析喷泉码在无线传感器网络中数据传输的可行性,给出了具体的系统方案和模型,设计了基于喷泉码的无线传感器网络编解码算法。对典型的喷泉码——Raptor码在不同参数下的译码性能进行仿真分析。结果表明:通过合理设置参数,该算法能有效提高译码成功率,保证无线传感器网络的数据传输可靠性。 展开更多
关键词 喷泉码 WSNS RAPTOR码 编解码算法
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水声网络中喷泉码的应用研究现状与发展前景 被引量：8
20
作者 赵旦峰 梁明珅 段晋珏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1838-1843,共6页
水声传感器网络能够在一定范围内实现信息的传输和处理,是实现海洋数据收集、污染监测、军事侦察等水下应用的重要途径。然而水声信道固有的时-空-频变参数以及窄带、高噪、长时延等特征,使得构建鲁棒性水声网络面临巨大挑战。基于数字... 水声传感器网络能够在一定范围内实现信息的传输和处理,是实现海洋数据收集、污染监测、军事侦察等水下应用的重要途径。然而水声信道固有的时-空-频变参数以及窄带、高噪、长时延等特征,使得构建鲁棒性水声网络面临巨大挑战。基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据传输方式,使得喷泉码成为一类适用于水声网络可靠通信的有效编码技术。综述了数字喷泉码的算法原理及研究现状,探讨了数字喷泉码在水声网络中的研究应用,最后对喷泉码在水声网络中的研究方向及发展前景进行展望。 展开更多
关键词 水声传感器网络 数字喷泉码 可靠传输 数据存储
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