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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊定達
研究生(外文):Ding-Da Yang
論文名稱:非均等錯誤保護湧泉碼的設計之研究
論文名稱(外文):A Study on Designing Unequal error Protected Fountain coeds
指導教授:李世凱李世凱引用關係
指導教授(外文):Shih-kai Lee
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:通訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:49
中文關鍵詞:非均等錯誤保護湧泉碼
外文關鍵詞:UEPfountain codes
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本篇論文主要針對非均等錯誤保護 (UEP)湧泉碼的多種方法的改善以及比較,進行相關的研究。一開始先介紹基本的湧泉碼、隨機線性湧泉碼、再進一步衍伸的Luby Transform (LT) 碼還有Raptor 碼。接著,詳細介紹非均等錯誤保護的機制與探討四種現有非均等錯誤保護湧泉碼的方法 : 滑動視窗、區塊複製、擴展視窗與優先順序的LT,各種方法的運作方式與差異點。此外,我們用了幾種直覺式的方法去將滑動視窗還有優先順序的LT做更多的分級,並在不同參數下做模擬比較與性能分析。為了改善非均等錯誤保護LT碼的重建失敗機率,而更進一步使用由低密度同位元檢查碼 跟 UEP-LT碼結合而成的Raptor碼來將性能大幅提升。
This thesis mainly concerns about the state-of-art methods on unequal error protected (UEP) fountain codes. The basic fountain codes such as random linear fountain codes, Luby Transform (LT) codes and Raptor codes are first introduced. Next, four existing UEP fountain codes use sliding windows, block duplication, priorities, expanding windows are examined. Besides we have made performance comparison among these methods, we propose some intuitive solutions to create more UEP classes on the sliding windows and priorities cases. In order to improve the failure rates of these codes, Raptor codes which integrates LDPC codes as outer codes and these UEP fountain codes as inner codes are also discussed in this thesis.
目錄
書名頁 …………………………………………………………………………… I
論文口試委員審定書 …………………………………………………………… II
授權書 …………………………………………………………………………… III
中文提要 ………………………………………………………………………… IV
英文提要 ………………………………………………………………………… V
誌謝 ……………………………………………………………………………… VI
目錄 ……………………………………………………………………………… VII
圖目錄 …………………………………………………………………………… IX

第一章 序論 ……………………………….................................... 1
1.1 引言 ..................................................................................... 1
1.2 研究動機 ............................................................... 1
1.3 本篇論文流程 ........................................................................ 2
第二章 背景知識 …………………………………………………… 3
2.1 刪除通道(Erasure channels) ................................................... 3
2.2噴泉編碼(Fountain codes) ....................................................... 4
2.2.1 隨機線性噴泉碼 ........................................................... 4
2.2.2 LT碼 ………………………………………........................ 5
2.2.2.1 LT編碼器 ....................................................... 6
2.2.2.2 LT解碼器 ....................................................... 7
2.2.2.3 連線分佈 ........................................................ 10
2.2.5.4 Ideal soliton分佈 ........................................... 10
2.2.5.5 Robust soliton分佈 ........................................ 11
2.2.3 Raptor碼 ………………………………………………....... 13
第三章 非均等錯誤保護(UEP)機制簡介 ………………………..... 13
3.1 滑動視窗(Sliding windows) .................................................... 14
3.2 區塊複製(Block duplication) .................................................. 15
3.3 擴展視窗(Expanding windows) .............................................. 18
3.4 優先順序的LT碼(Prioritized LT) ............................................ 19
第四章 非均等錯誤保護方法比較與改善方法 …………………... 21
4.1二類分級法 ............................................................................ 21
4.1.1滑動視窗二類分級不同參數的比較 ................................ 21
4.1.2 區塊複製二類分級不同參數的比較 ................................ 23
4.1.3 擴展視窗二類分級不同參數的比較 ................................ 28
4.1.4 優先順序LT二類分級不同參數的比較 .......................... 30
4.2 三類分級法 ............................................................................ 32
4.2.1滑動視窗三類分級不同參數的比較 ................................. 32
4.2.2區塊複製三類分級不同參數的比較 ................................. 34
4.2.3擴展視窗三類分級不同參數的比較 ................................. 35
4.2.4優先順序LT三類分級不同參數的比較 ........................... 37
4.3 綜合比較 ............................................................................... 38
4.3.1 二類分級的綜合比較 .................................................... 38
4.3.2 三類分級的綜合比較 .................................................... 40
4.4 由Raptor碼改善UEP-LT ....................................................... 42
4.4.1 Raptor碼 ..................................................................... 43
4.4.2由Raptor碼改善UEP-LT的模擬 .................................. 45
第五章 結論與未來展望 …………………………………............. 46
參考文獻 …………………………..……………………………………........... 47
[1] MacKay, D.J.C.; “Fountain codes” Communications, IEE Proceedings-Volume 152, Issue 6, 9 Dec. 2005 Page(s):1062 - 1068
[2] Luby, M.; “LT codes” Foundations of Computer Science, 2002. Proceedings. The 43rd Annual IEEE Symposium on 16-19 Nov. 2002 Page(s):271 - 280
[3] Shokrollahi, A.; “Raptor codes” Information Theory, IEEE Transactions on Volume 52, Issue 6, June 2006 Page(s):2551 - 2567
[4] Gallager, R.; “Low-density parity-check codes” Information Theory, IRE Transactions on Volume 8, Issue 1, January 1962 Page(s):21 - 28
[5] Shakeel Ahmad*,Raouf Hamzaoui+, M. Al-Akaidi, “Unequal error protection using LT codes and block duplication”
[6] Bogino, M.C.O.; Cataldi, P.; Grangetto, M.; Magli, E.; Olmo, G.; “Sliding-Window Digital Fountain Codes for Streaming of Multimedia Contents” Circuits and Systems, 2007. ISCAS 2007. IEEE International Symposium on 27-30 May 2007 Page(s):3467 - 3470
[7] Woo, S.S.; Cheng, M.K.; “Prioritized LT codes” Information Sciences and Systems, 2008. CISS 2008. 42nd Annual Conference on 19-21 March 2008 Page(s):568 - 573
[8] Vukobratovic, D.; Stankovic, V.; Sejdinovic, D.; Stankovic, L.; Zixiang Xiong; “Expanding Window Fountain codes for scalable video multicast”
Multimedia and Expo, 2008 IEEE International Conference on June 23 2008-April 26 2008 Page(s):77 - 80
[9] Sejdinovic, D.; Vukobratovic, D.; Doufexi, A.; Senk, V.; Piechocki, R.J.; “Expanding Window Fountain Codes for Unequal Error Protectio” Signals, Systems and Computers, 2007. ACSSC 2007. Conference Record of the Forty-First Asilomar Conference on 4-7 Nov. 2007 Page(s):1020 - 1024
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