非平稳信道下LDPC码低复杂度滑窗置信传播联合信道估计与译码算法

随着移动通信应用场景的持续增多,非平稳信道成为越来越常见的传输环境,而非平稳信道下的可靠传输依赖于准确的信道估计.基于信源编码中用于信源参数估计和信源相关性估计的滑窗置信传播(SWBP)算法,该文提出一种非平稳信道下LDPC码的联合信道估计与译码(JCED)算法;同时,分别基于交叉熵和离散傅里叶变换提出两种在每轮JCED迭代中自适应设置滑窗长度的快速算法.仿真结果表明,在无导频辅助的前提下,所提算法具有接近理想信道估计下置信传播译码的性能以及高效率、低复杂度、强鲁棒性和不导致错误平层等优点.     

非平稳信道下LDPC码低复杂度滑窗置信传播联合信道估计与译码算法

随着移动通信应用场景的持续增多,非平稳信道成为越来越常见的传输环境,而非平稳信道下的可靠传输依赖于准确的信道估计。基于信源编码中用于信源参数估计和信源相关性估计的滑窗置信传播(SWBP)算法,该文提出一种非平稳信道下LDPC码的联合信道估计与译码(JCED)算法;同时,分别基于交叉熵和离散傅里叶变换提出两种在每轮JCED迭代中自适应设置滑窗长度的快速算法。仿真结果表明,在无导频辅助的前提下,所提算法具有接近理想信道估计下置信传播译码的性能以及高效率、低复杂度、强鲁棒性和不导致错误平层等优点。     

基于LDPC码的小波图像传输码率优化

LDPC码是一种具有低复杂度,强纠错能力的信道分组编码结构,SPIHT算法是嵌入式小波图像压缩编码中性能较好的一种。文中充分考虑SPIHT算法和LDPC码的特性,提出了根据信源编码后的数据在解码重建时的重要程度进行不等纠错保护的信源信道联合编码方案。实验表明,该方案有利于压缩图像在噪声信道上的可靠传输,提高系统整体纠错性能。     

卫星通信系统中可变码率LDPC码设计方法

提出了一种基于准循环置换扩展的卫星通信系统可变码率LDPC码设计方法.分析了卫星通信信道的Loo模型及莱斯分布简化模型以计算置信传播解码算法中反映信道特征的初始消息密度,然后使用离散密度进化和粒子群优化在莱斯信道下搜索有较高噪声门限的度分布对,接着利用PEG方法构造具有双对角线结构、围长大于4的基本矩阵,从而确保构造的LDPC码性能较高,最后通过准循环置换扩展基本矩阵得到了多种码率的LDPC码.仿真结果表明,在中低度遮蔽情况下莱斯分布简化模型能很好地近似Loo模型,设计的LDPC码具有线性的编码复杂度,易于工程实现,且性能优良.     

基于MRF的高性能二进制LDPC码译码算法

二进制LDPC码译码改进算法主要是提升硬判决性能或者降低软判决计算复杂度。本文应用高斯-马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)模型实现信源参数估计,对信道译码端接收的比特序列进行对数似然比修正,在译码时加入信源的残留冗余信息来增加译码器的纠错能力。信源估计修正系数自适应可变,是由误码率参数调控。在计算复杂度不变的情况下,基于MRF的LDPC码译码算法有效提高了译码性能,降低误比特率     

分布式视频编码中基于滑窗的自适应相关估计方法

信源与边信息之间的相关建模和参数估计一直是分布式视频编码的关键环节。在分布式视频编码中,相关噪声分布是非平稳的,会随着场景序列而动态变化,如何准确地预测和追踪相关参数十分重要。为了充分发挥分布式信源编码的优势,提出一种基于滑窗的自适应相关估计方法。该方法将滑窗的思想嵌入到基于LDPCA码的Slepian-Wolf解码器中,结合边信息和码流在线估计图像信源之间的相关参数,且能够自适应地选择是否进行重估,进而优化联合比特面置信传播迭代译码。实验结果表明,以先进的分布式视频编码方案DISCOVER作为基准,使用所提方法的方案在保持较低编码复杂度的情况下提高系统的率失真性能。     

AWGN信道下LDPC码的译码算法研究

在高斯白噪声(AWGN)信道情况下,针对LDPC码的译码算法进行深入分析后,对适用于低密度奇偶校验(LDPC)码的硬判决译码算法与软判决译码算法进行了仿真与对比分析,并通过引入乘性校正因子以降低软判决算法中对数域置信传播(LLR-BP)算法的变量消息相关性。仿真分析表明改进后的LLR-BP算法与原算法相比,在几乎不增加计算复杂度的情况下,其译码纠错性能得到了明显的改善。因而改进后的LLR-BP算法具有明显的优越性。     

LDPC编译码算法分析

低密度奇偶校验(LDPC)码是一种线性分组码,其纠错能力可以接近香农极限。针对LDPC码的编译码问题,分析了校验矩阵的构造方法。给出了LDPC码的编码算法以及算法的实现结构。分析了基于软判决的置信传播(BP)译码算法,并给出了可以进一步降低计算复杂度的简化译码方法。通过仿真对比了不同的译码算法在高斯信道下的译码性能。     

基于LDPC码的数字图像水印算法研究

传统的数字水印不具备抗比特攻击能力,本文提出一种基于LDPC码的数字水印算法,对水印图像编码,可抵御比特攻击。水印图像在进入高噪声信道前需要进行LDPC编码。本文给出了LDPC码的编码结构,可传播置信解码算法。通过仿真结果表明,该算法降低了水印图像在传输中的误码率,具有较强的鲁棒性。     

LDPC码译码算法及性能分析

为了进一步降低低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法的复杂度,基于经典置信传播(BP)译码算法,给出了对数域迭代后验概率对数似然比(APP LLR)算法。通过概率域的和积算法(SPA)和对数域的迭代APP LLR算法的性能仿真及分析可见,迭代APP LLR算法能以较小的性能损失换取复杂度的大幅降低。进一步选用迭代APP LLR算法,结合不同地形条件下的VHF频段信道模型,仿真了LDPC码编译码系统的性能。理论分析及仿真结果均表明,基于迭代APP LLR算法的LDPC码,实现简单,性能优异,具有良好的工程应用前景。     

信源反馈条件下Raptor码的一种解码算法

在Raptor码普通译码方法的基础上,结合信源信道联合译码方法,提出一种利用信源解码器反馈信息作为输入的改进译码的算法,并对此算法进行试验仿真以及参数研究。测试结果显示,在信源信道联合编码条件下,使用这种双信息来源的译码的算法,可以使得信道解码的成功率大幅提高,残留误码率大幅降低。最后,将这种算法与JPEG2000信源编码结合测试,图像的PSNR值比普通译码方法最高提高了6dB。在信道条件恶劣的无线传输中具有重要意义。     

结合残留冗余信息与MMSE估计的信源信道联合编解码

文中提出一种利用残留冗余的RDPCM信源信道联合编码系统与最小均方误差估计结合的方法.首先,本文针对联合编码系统修正了SOVA算法,在接收端获得利用残留冗余后的比特似然度;然后利用这些后验信息,对信源预测编码器的输出符号值进行最小均方误差重建后再进行信源译码,从而减小了由于硬判决得到符号值所带来的失真.仿真结果显示这种算法在信噪比的低端最大得到了约2dB的增益.     

Hybrid symbol- and bit-based source-controlled channel decoding for MELP speech parameters

A joint source channel coding (JSCC) scheme which exploits bit-level correlation as well as symbol-level correlation efficiently in a source-controlled channel decoding (SCCD) process is proposed and applied to the mixed-excitation linear prediction (MELP) parameters of speech. A modified BCJR algorithm is also proposed for use in the SCCD algorithm. Simulation results show that our proposed scheme performs better than other redundancy-based JSCC schemes such as bit-based SCCD, soft-bit speech decoding (SBSD) and iterative source-channel decoding.     

类卷积译码的容错解扰算法

针对自同步扰码系统的联合信源信道译码问题,本文将自同步扰码看作一种特殊的卷积编码,提出了类似卷积译码的软输入软输出(SISO)自同步去扰算法。该算法利用信源冗余更新扰码序列的外信息,在信道译码时作为先验信息进行译码,实现了自同步去扰与信道译码之间的软信息交互,充分利用了信源冗余信息,使得接收系统的性能得到了有效提升。仿真结果表明,在TPC编码条件下,当信源冗余度为70%时,联合信源信道译码的性能增益约为4.1dB。相比于单一纠错编码系统,当通信系统中存在自同步扰码时,联合信源信道译码具有更大的性能增益。      

迭代结构的信源信道联合解码及其简化算法

信源信道联合解码算法中的迭代信道解码需要进行比特似然值和概率值转换,以及联乘、累加运算,增加了信道解码的计算复杂度,该文针对这一问题,直接利用信道解码的比特硬判决值和参数的先验概率,估计比特的外信息,用于迭代信道解码。基于高斯-马尔可夫信源参数的仿真实验表明,该简化算法大大降低了迭代信道解码算法的计算复杂度。与独立解码算法相比,简化的联合解码算法明显改善了接收参数的信噪比,同时不会明显降低原迭代结构解码算法的性能。     

信源-信道联合编码／调制中映射方式的优化

在信源-信道联合编码/调制中,通过优化信源和信道调制符号间的映射关系,在端到端均方误差的失真度量标准下,可以得到比传统级联编码系统更好的性能。且通过类似BSA的交换算法求得局部最优映射方式,有更高的重建信噪比,系统复杂度低。     

基于HMM的信源—信道迭代联合译码

提出一种在接收端利用Turbo译码软输出,结合HMM（隐马尔可夫模型）中的Baum-Welch重估算法获取信源模型参数并进行信源-信道迭代联合译码的算法.通过含噪接收序列信道译码后的软输出对信源模型参数进行估计,并将迭代估计获得的信源精确概率结构和信道译码结合进行信源-信道联合迭代译码.同时从信息论角度提出用鉴别信息来度量估计获得的信源模型参数的精度,以及确定迭代估计终止的条件.     

Joint source-channel coding and guessing with application tosequential decoding

We extend our earlier work on guessing subject to distortion to the joint source-channel coding context. We consider a system in which there is a source connected to a destination via a channel and the goal is to reconstruct the source output at the destination within a prescribed distortion level with respect to (w.r.t.) some distortion measure. The decoder is a guessing decoder in the sense that it is allowed to generate successive estimates of the source output until the distortion criterion is met. The problem is to design the encoder and the decoder so as to minimize the average number of estimates until successful reconstruction. We derive estimates on nonnegative moments of the number of guesses, which are asymptotically tight as the length of the source block goes to infinity. Using the close relationship between guessing and sequential decoding, we give a tight lower bound to the complexity of sequential decoding in joint source-channel coding systems, complementing earlier works by Koshelev (1973) and Hellman (1975). Another topic explored here is the probability of error for list decoders with exponential list sizes for joint source-channel coding systems, for which we obtain tight bounds as well. It is noteworthy that optimal performance w.r.t. the performance measures considered here can be achieved in a manner that separates source coding and channel coding     

Joint turbo decoding and estimation of hidden Markov sources

We describe a joint source-channel scheme for modifying a turbo decoder in order to exploit the statistical characteristics of hidden Markov sources. The basic idea is to treat the trellis describing the hidden Markov source as another constituent decoder which exchanges information with the other constituent decoder blocks. The source block uses as extrinsic information the probability of the input bits that is provided by the constituent decoder blocks. On the other hand, it produces a new estimation of such a probability which will be used as extrinsic information by the constituent turbo decoders. The proposed joint source-channel decoding technique leads to significantly improved performance relative to systems in which source statistics are not exploited and avoids the need to perform any explicit source coding prior to transmission. Lack of a priori knowledge of the source parameters does not degrade the performance of the system, since these parameters can be jointly estimated with turbo decoding     

LDPC-based iterative joint source-channel decoding for JPEG2000.

A framework is proposed for iterative joint source-channel decoding of JPEG2000 codestreams. At the encoder, JPEG2000 is used to perform source coding with certain error-resilience (ER) modes, and LDPC codes are used to perform channel coding. During decoding, the source decoder uses the ER modes to identify corrupt sections of the codestream and provides this information to the channel decoder. Decoding is carried out jointly in an iterative fashion. Experimental results indicate that the proposed method requires fewer iterations and improves overall system performance.