无速率编码：原理、算法和应用

本书主要介绍信道编码中的无速率编码技术，以及以无速率编码思想为基础的其他相关技术。无速率编码技术是一种重要的信道编码技术，广泛应用多媒体广播、在卫星通信、分布式存储与计算等诸多领域，也是实现后5G/6G时代超低时延高可靠通信的潜在技术之一。本书对无速率码进行全面、系统而深入的讲解，从传统的LT码入手，介绍其基本原理与优化方法，还介绍了BATS码、Spinal码、在线喷泉码等新兴的无速率编码技术，以及以无速率思想为基础的编码随机接入、无速率调制等相关技术。此外，本书兼顾理论与实践，介绍了在实际通信标准中广泛使用的RaptorQ、Raptor10等编码方案，并结合实际场景介绍了无速率码的应用。

费泽松，博士，北京理工大学信息与电子学院教授、博士生导师、工信部重点学科实验室副主任；主要研究领域包括移动通信（5G/6G）、卫星通信、通信感知融合、智能通信、无人机通信、车联网通信等；先后主持国家自然科学基金、国家科技重大专项、国家重点研发、教育部基金等科研课题10余项；获中国电子学会自然科学二等奖1项，江西省自然科学一等奖1项；研发的5G专网设备获中关村5G创新应用大赛核心技术专题赛一等奖；发表SCI检索论文100余篇。是IEEE、中国电子学会和中国通信学会高级会员，中国电子学会国际合作工作委员会委员、信息安全专家委员会会员，中国通信学会青年工作委员会委员，国家科技重大专项评审专家及国家自然科学基金通讯评审专家，科技部重点研发项目评审专家。

第1章 信道编码简介 1.1 信道 1.1.1 有线信道和无线信道 1.1.2 无线信道传输特性 1.1.3 信道中的噪声 1.1.4 信道容量分析 1.2 信道编码基本原理 1.2.1 香农编码定理与随机编码 1.2.2 线型分组码的代数结构与构成 1.2.3 线性分组码的重量分布和最小汉明距离 1.3 经典信道编码 1.3.1 汉明码 1.3.2 BCH码 1.3.3 RS码 1.3.4 卷积码 1.4 现代信道编码 1.4.1 Turbo码 1.4.2 LDPC码 1.4.3 Polar码 1.5 无速率编码 1.5.1 无速率码发展概述 1.5.2 无速率码发展方向 1.5.3 无速率码应用 参考文献 第2章 典型无速率码 2.1 Tornado码 2.1.1 Tornado码简介 2.1.2 编译码过程的二分图模型 2.1.3 编码和译码过程的微分方程模型 2.1.4 性能分析 2.2 LT码 2.2.1 LT码简介及编码 2.2.2 LT码译码 2.2.3 LT码度分布 2.3 Raptor码 2.3.1 Raptor码简介 2.3.2 Raptor码编码 2.3.3 Raptor码译码 2.3.4 Raptor码性能分析 2.4 新型无速率编码 2.4.1 BATS码 2.4.2 Spinal码 参考文献 第3章 喷泉码优化设计 3.1 喷泉码性能分析方法 3.1.1 密度演进 3.1.2 EXIT图 3.1.3 与或树定理 3.2 喷泉码优化方法 3.2.1 基于线性/非线性规划的LT码度分布设计