熵编码与LDPC码联合信源信道译码研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:worldfly
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随着无线通信技术的广泛应用,各种多媒体业务应运而生并获得快速发展,多媒体数据传输已成为通信业务的主流。多媒体通信传输的数据量十分庞大且面临复杂多变的信道环境。因此,多媒体应用对通信系统的有效性和可靠性提出了更高的要求。为更好的解决这个问题,联合信源信道译码(joint source channel decoding, JSCD)技术被提出。相较于分离信源信道译码(separate source channel decoding, SSCD),JSCD可在保证通信系统有效性的前提下,进一步提高其可靠性,为下一代通信体制提供技术支撑。论文以国防预研项目为背景,针对熵编码与低密度奇偶校验(low-density parity-check, LDPC)码的JSCD技术进行了深入研究。论文首先概述了 LDPC码的基本原理及其主要的编译码算法,分析了解调器的硬判决译码方法。然后研究了基于BCJR (Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv)算法的Huffman码软输入软输出(soft-in soft-out, SISO)译码算法,提出一种改进的Huffman码与LDPC码的JSCD方法。该方法使Huffman-SISO译码器在译码过程中只采用一次BCJR算法,具有较低的实现复杂度。仿真实验结果表明,该方法较Huffman码与LDPC码的SSCD可获得约0.25dB的增益。随后对算术码(arithmetic codes, AC)展开了深入研究,分析了算术码的编译码原理及其实现方法,同时论述了纠错算术码的编码原理和检错机制,并对算术码的安全性进行研究,提出了一种多进制安全算术编码方法。该方法利用密钥改变信源符号在编码区间中的位置,在不影响压缩效率的情况下,可有效抵抗密文和选择性明文的攻击。最后针对AC-SISO译码器的实现方法,研究了 BCJR和Chase-type两种算法。理论分析及仿真实验结果表明,基于Chase-type算法的AC-SISO译码器具有更低的运算复杂度且不影响压缩效率,进而提出了一种算术码与LDPC码的迭代JSCD方法。该方法通过在AC-SISO译码器与LDPC码译码器之间相互传递信息位的可信度来提高译码的性能,较算术码与LDPC码的SSCD方法可获得约0.2dB的增益。
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