卷積碼和Turbo碼的聯(lián)合信源信道譯碼.pdf

1、香農(nóng)的信源—信道分離定理論述了在不計(jì)碼長(zhǎng)和編譯碼復(fù)雜度的限制并且信源為靜態(tài)等條件下,信源和信道可以分別進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)性能。然而,這沒(méi)有考慮到現(xiàn)實(shí)中的無(wú)線信道和對(duì)時(shí)延有嚴(yán)格要求的實(shí)用背景。隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展,分別考慮信源編碼信道編碼,已經(jīng)無(wú)法滿足高效可靠傳輸信息的需求。通過(guò)信源信道聯(lián)合譯碼(JSCD),可以充分利用信源編碼和信道編碼的殘留冗余,顯著提高譯碼的性能,已成為當(dāng)今編譯碼領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。隨著無(wú)線技術(shù)和多媒體服務(wù)的融合,

2、高壓縮率數(shù)據(jù)的可靠傳輸日益成為現(xiàn)代通信中的重要課題。針對(duì)這些通信中的現(xiàn)實(shí)需求,論文提出了多種用于有噪信道不等長(zhǎng)編碼信源傳輸?shù)穆?lián)合譯碼糾錯(cuò)方案。多路信源復(fù)接是現(xiàn)代寬帶無(wú)線通信中非常常用的技術(shù),論文首先提出了一種多路不等長(zhǎng)編碼信源復(fù)接情況下的聯(lián)合譯碼方法,合理利用了多路信源的先驗(yàn)信息以增強(qiáng)信道譯碼性能。和目前針對(duì)單一信源的聯(lián)合譯碼的研究相比,論文提出的多信源聯(lián)合譯碼方法更貼近實(shí)際應(yīng)用。該方法原理上推廣了Viterbi譯碼算法,形成一個(gè)需要兼

3、顧信道編碼序列流的最優(yōu)路徑與多路信源編碼狀態(tài)轉(zhuǎn)移樹(shù)的最大先驗(yàn)概率譯碼算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,針對(duì)Markov信源,該方法比不利用先驗(yàn)信息的普通Viterbi譯碼算法有大約1.5dB的性能提升。由于不等長(zhǎng)信源編碼(VLCs)所固有的易于誤碼擴(kuò)散的弱點(diǎn),傳統(tǒng)的糾錯(cuò)編碼并不能高效地解決其差錯(cuò)控制問(wèn)題。為此,論文提出了一種基于雙樹(shù)構(gòu)造的不等長(zhǎng)編碼信源的符號(hào)約束聯(lián)合譯碼糾錯(cuò)方案。通過(guò)充分利用信源編碼殘留冗余,明顯降低了誤比特率;同時(shí),采用VLCs雙樹(shù)

4、源的構(gòu)造方法,有效地抑制了VLCs的錯(cuò)誤傳播;不僅如此,通過(guò)將最優(yōu)的最大后驗(yàn)概率(MAP)譯碼算法轉(zhuǎn)化為“符號(hào)約束”的聯(lián)合譯碼方法,極大地降低了誤符號(hào)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,針對(duì)在AWGN信道下傳輸?shù)牟坏乳L(zhǎng)編碼信源,當(dāng)誤符號(hào)率降到0.01時(shí),本文提出的算法比普通的比特約束MAP算法和符號(hào)約束的MAP算法分別有將近0.5dB和0.7dB的性能增益。Turbo碼綜合了分組碼和卷積碼的構(gòu)造思想,無(wú)論在AWGN信道還是在衰落信道中,Turbo碼都有很