采用LDPC码的联合信源信道编码研究

摘要

随着计算机、通信、网络以及多媒体等技术领域的发展进步，图像通信作为多媒体通信中的一个基本组成部分，得到了广泛的重视。基于Shannon分离原理的信源信道分离编码设计方法往往会导致视频、图像等传输应用的效率很低。在实际的通信系统中，在已给定的信道特性的情况下，联合设计信源编码和信道编码将获得更好的性能增益。
　　本文首先综述了联合信源信道编码的研究背景和意义，分析了本课题的研究现状和应用前景。接着分别论述了信源编码和信道编码的概念、基本原理及常用方法。同时介绍了联合信源信道编码的理论知识，包括联合信源信道编码提出的必然性及其优点，联合编码的系统框架及优化的目标函数，联合信源信道编码的适用范围及分类。随着通信网络的发展，联合信源信道编码的应用范围会越来越广泛。
　　其次，本文系统地阐述了LDPC(Low Density Parity Check)码的基本编译码原理，推导了和积算法和其简化形式——最小和算法，简要介绍了密度进化理论。值得注意是相应的理论分析结果只有在码长趋于无穷时才能完全与实际相符。如今，有关LDPC码的有限长分析已成为一个研究的热点。
　　最后，本文提出了一种图像传输的联合编码方案，即采用LDPC码的联合信源信道编码方案。在联合编码方案中，信源部分采用基于小波的SPIHT(Set Partitioning In Hierarchical Trees)压缩编码，信道部分采用LDPC码编码对SPIHT输出码流按重要性进行不等差错保护，以增强对突发错误的抗击能力。仿真结果表明：此方法可以改善信源编码后的数据流对比特差错非常敏感的不足；在不同的码长、码率等条件下，LDPC码能极大地提高重建图像的质量；在相同的误比特率下，对静止图像采用不等差错保护方案比采用等差错保护方案获得的编码增益更大。

目录

采用LDPC码的联合信源信道编码研究

RESEARCH ON JOINT SOURCE-CHANNEL CODING USING LDPC CODE

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 联合信源信道编码研究的目的和意义

1.2 联合信源信道编码的国内外研究现状

1.3 本文研究内容和结构

第2章 联合信源信道编码理论

2.1 信源和信道编码理论

2.2 联合信源信道编码的提出

2.3 联合信源信道编码的系统框架

2.4 联合信源信道编码的适用范围

2.5 联合信源信道编码系统的分类

2.6 本章小结

第3章 LDPC码的编译原理

3.1 LDPC码的定义及因子图表示

3.2 LDPC码的译码算法

3.3 译码错误概率及密度进化理论

3.4 本章小结

第4章 采用LDPC码的联合信源信道编码

4.1 基于小波SPIHT图像的信源编码设计

4.2 基于不等差错保护的LDPC码的信道编码

4.3 采用LDPC码的联合信源信道编译码设计

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢