基于均值匹配的Turbo码联合译码的Matlab实现

论文摘要

所谓信源信道联合编码,顾名思义就是一种综合考虑信源、信道因素的编码设计方法。其主要目的是在保证一定可靠性和有效性的前提下,使通信系统的设计与实现更加简单、更加经济。本论文重点研究联合信源信道编码的一个分支:联合译码。实现联合译码需要两个必要条件:信源本身要有冗余;在译码端要能利用这种冗余来指导译码。为了满足第一个条件,选择了数字图像信息作为信源;为了译码端能够利用图像信息的冗余,采用了具有迭代译码特性的Turbo码。本文首先介绍了联合信源信道编码的基本概况。然后对比了传统编/译码方式和联合信源信道编码的基本原理,重点介绍了联合译码的基本思想并介绍了数字图像信息的基本特点。接着介绍了Turbo码的编/译码原理,基于Turbo码的迭代译码特性,Turbo码可以实现用图像信源的冗余来指导译码以抵抗噪声;然后提出了基于均值匹配的Turbo码联合译码方法,介绍了联合译码的基本思想及其两个主要模块:错误检测和权重操作的原理。最后把错误检测和权重操作模型实现,并用Matlab对联合译码加以仿真实现,与传统译码方式进行对比。在错误检测模块中提出了“怀疑”和“次怀疑”的思想;在权重操作模块针对乘性修正和加性修正进行了对比仿真实验,在加性修正中又对不同bit修正、不同迭代修正、不同信噪比的固定与可变修正进行了对比仿真。结果表明,基于均值匹配的Turbo码联合译码方法在一定信噪比范围内明显优越于普通译码方式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 通信系统模型
• 1.1.2 信源编码和信道编码长期分离的原因
• 1.1.3 信源—信道联合编码研究的意义
• 1.2 国内外相关领域的研究状况及分析
• 1.2.1 信源信道联合编码适用情况
• 1.2.2 信源信道联合编码研究进展
• 1.2.3 信源信道联合编码在近年来的研究热点
• 1.3 论文主要研究内容及结构安排
• 第2章 联合译码的基本原理
• 2.1 传统编译码方法概述
• 2.1.1 信源
• 2.1.2 信道
• 2.1.3 香农定理
• 2.2 联合信源信道编码方法基本理论
• 2.2.1 联合信源信道编码的系统框架
• 2.2.2 联合信源信道编码的目标函数
• 2.2.3 联合信源信道编码的研究分类
• 2.2.4 分层编码和多描述码
• 2.3 联合译码
• 2.3.1 数字图像简介
• 2.3.2 针对图像的联合译码的基本思路
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于均值匹配的Turbo 码联合译码
• 3.1 引言
• 3.2 Turbo 码简介
• 3.2.1 Turbo 码提出
• 3.2.2 Turbo 码编码
• 3.2.3 Turbo 码译码
• 3.3 联合译码方法的提出
• 3.3.1 错误检测
• 3.3.2 权重操作
• 3.4 本章小结
• 第4章 联合译码具体实现及Matlab 仿真
• 4.1 错误检测模型及其仿真
• 4.2 乘性权重操作模型及其仿真
• 4.3 加性权重操作模型及其仿真
• 4.3.1 不同bit 位修
• 4.3.2 不同迭代修正
• 4.3.3 不同信噪比修正
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢