联合信源信道编码在超宽带信道中的应用
无线信道中的联合信源信道编码研究

无线信道中的联合信源信道编码研究无线信道中的联合信源信道编码研究摘要:在无线通信系统中,信源和信道的耦合关系对系统性能有重要影响。
针对联合信源信道编码技术,本文对其基本概念、发展历程、关键问题以及最新进展进行研究和探讨。
研究结果表明,联合信源信道编码技术可以充分利用信道编码和信源编码之间的相互关系,提高系统的可靠性和效率。
关键词:无线通信;信道编码;信源编码;联合编码一、引言无线通信是现代社会不可或缺的重要基础设施之一,广泛应用于移动通信、物联网、卫星通信等领域。
在无线通信系统中,信道的不稳定性和信号的传输损耗对信息传输质量造成了挑战。
因此,研究和应用高效的信源信道编码技术对于提升无线通信系统的可靠性和效率具有重要意义。
二、联合信源信道编码的基本概念和发展历程1. 联合信源信道编码的基本概念联合信源信道编码是指在无线通信系统中,将信源编码和信道编码相结合的一种编码技术。
相较于传统的分开编码、传输的方式,联合信源信道编码技术可以充分利用信源编码和信道编码之间的相互关系,提高系统的可靠性和效率。
2. 联合信源信道编码的发展历程联合信源信道编码的研究起源于20世纪50年代,经过几十年的发展,取得了重要的理论成果和应用成果。
最早的联合信源信道编码技术采用串行连接方式,即信道编码器和信源编码器串行连接。
随后,出现了并行连接方式和更为高效的迭代连接方式。
近年来,随着信息理论的发展和计算机技术的进步,联合信源信道编码技术得到了广泛应用和深入研究。
三、联合信源信道编码的关键问题和研究进展1. 联合信源信道编码的性能分析与优化联合信源信道编码的性能分析是研究的重要内容之一。
通过对信噪比、误码率等性能指标的分析,可以评估和优化编码方案。
其中,最大似然译码、软信息传输等技术对性能分析和优化起到重要作用。
2. 联合信源信道编码的设计与调制技术联合信源信道编码的设计与调制技术是研究的核心问题之一。
通过设计合适的编码方案和调制方法,可以提高系统的传输效率和抗干扰能力。
超宽带通信系统下信道编码研究

超宽带通信系统下信道编码研究超宽带通信系统下信道编码研究随着社会的发展和科技的进步,人们对于通信系统越来越依赖,而超宽带通信系统作为一种新兴的通信技术,在无线通信领域具有广阔的应用前景。
超宽带通信系统具有带宽宽裕、高速率、低功耗等优势,可以满足人们对高质量通信的需求。
然而,在实际应用中,信号的传输过程中往往会受到多径效应、噪声干扰等因素的影响,导致信道质量下降,从而影响通信系统的性能。
因此,对信道编码技术的研究成为了超宽带通信系统中的重要问题之一。
在超宽带通信系统中,信道编码起到了提高传输可靠性的作用。
传统的信道编码技术主要包括卷积码、LDPC码、Turbo码等。
卷积码是一种线性块码,具有良好的纠错能力和码率灵活性。
LDPC码具有良好的纠错性能和低复杂度解码算法,因此在超宽带通信系统中得到了广泛的应用。
Turbo码是一种串并联拓扑结构的码,可以达到香农极限,具有较强的纠错能力。
然而,传统的信道编码技术在超宽带通信系统中仍然存在一定的缺陷。
为了提高超宽带通信系统的性能,研究者们提出了一种新型的信道编码技术——低密度奇偶校验码(LDPC码)。
LDPC码是一种分布式的错误检测和纠正码,具有良好的纠错性能和低复杂度的解码算法。
LDPC码的主要特点是通过调整码长、码率和校验矩阵的结构,可以在保证纠错能力的同时降低解码复杂度。
近年来,LDPC码在超宽带通信系统中得到了广泛的研究和应用。
超宽带通信系统下的信道编码研究主要包括以下几个方面。
首先,研究者们通过分析超宽带通信系统的特点,设计了适用于超宽带通信系统的LDPC码的编码方案。
通过对码长、码率和校验矩阵的调整,提高了LDPC码在超宽带通信系统中的纠错能力和解码效率。
其次,研究者们通过引入迭代解码算法,改进了LDPC码的解码性能。
迭代解码算法包括消息传递算法、信度传播算法等,可以有效降低解码错误率,提高通信系统的可靠性。
此外,研究者们还研发了一些适用于超宽带通信系统的LDPC码的优化算法,如谱优化算法、信度传递优化算法等。
高速通信网络中的信道编码技术综述

高速通信网络中的信道编码技术综述随着科技的迅猛发展,高速通信网络在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
在这个数字化时代,我们对于快速、高效的数据传输需求也越来越迫切。
而信道编码技术作为高速通信网络中的重要环节,对于数据传输的可靠性和效率起着关键作用。
本文将对高速通信网络中的信道编码技术进行综述,介绍其基本原理、常见编码算法以及应用场景。
一、信道编码技术的基本原理在高速通信网络中,信道编码技术被用于提高数据传输的可靠性和效率。
其基本原理是通过在发送端对数据进行编码,使得接收端可以在存在噪声和干扰的情况下,正确地解码出原始数据。
信道编码技术可以分为两种主要类型:前向纠错编码和压缩编码。
前向纠错编码是一种能够在接收端修复部分错误的编码技术。
它通过在发送端添加冗余信息来提高数据的可靠性。
常见的前向纠错编码算法有海明码、RS码和卷积码等。
海明码通过添加校验位来检测和纠正错误,RS码则通过添加纠错码来实现错误的修复,卷积码则是通过滑动窗口的方式对数据进行编码,从而提高数据的可靠性。
压缩编码则是一种通过减少数据冗余来提高数据传输效率的编码技术。
它通过对数据进行编码和解码,使得数据在传输过程中占用更少的带宽。
常见的压缩编码算法有霍夫曼编码、算术编码和字典编码等。
霍夫曼编码通过根据字符出现的频率进行编码,将出现频率高的字符用较短的编码表示,从而减少数据传输的长度。
算术编码则是通过将整个消息编码成一个小数,从而减少数据传输的位数。
二、常见的信道编码算法1. 海明码海明码是一种前向纠错编码算法,它通过添加校验位来检测和纠正错误。
海明码的核心思想是将原始数据进行分组,并在每个分组中添加校验位。
校验位的数量取决于数据位的长度,通过对校验位进行运算,可以检测出错误并进行修复。
海明码在数据传输中具有较高的可靠性,被广泛应用于高速通信网络中。
2. RS码RS码是一种广泛应用于高速通信网络中的前向纠错编码算法。
它通过添加纠错码来修复错误的数据。
宽带通信系统中的信道编码技术研究

宽带通信系统中的信道编码技术研究在宽带通信系统中,信道编码技术是保证数据传输可靠性和提高传输速率的重要手段之一。
信道编码技术通过对待传输数据进行优化编码,使其具备一定的容错能力,即在信道中传输过程中遭受干扰、噪声等因素影响时,仍能保持数据的完整性和准确性。
本文将分析和探讨宽带通信系统中的信道编码技术的研究进展及应用。
第一章:引言宽带通信系统是满足人们日益增长的高速数据传输需求的基础设施,如今已广泛应用于互联网、数字电视、移动通信等领域。
然而,高速数据传输所面临的干扰、噪声等问题对传输效果产生了很大的影响。
信道编码技术的引入旨在提高数据传输的可靠性和效率,为用户提供更好的通信体验。
第二章:信道编码原理与分类信道编码技术通过增加冗余度的方式实现数据的容错能力。
其核心原理是利用编码将原始数据转换为编码数据,然后通过传输信道进行传输。
常用的信道编码技术包括前向纠错编码(FEC)、卷积码和 Turbo码等。
前向纠错编码将纠错码添加到待传输的数据中,以纠正部分错误位。
卷积码则通过序列码实现编码,具有较好的误码性能和多样化的编码方式。
Turbo码是近年来发展起来的一种编码技术,其通过交织和迭代译码来改善误码性能。
第三章:信道编码技术的性能评估为了验证信道编码技术的有效性和性能,需要进行一系列的性能评估实验。
性能评估指标主要包括比特误码率(BER)、帧误码率(FER)以及归一化的互信息量等。
通过对这些指标的测试和分析,可以评估不同编码技术在不同信道条件下的性能优劣,为实际应用提供参考。
第四章:信道编码技术在宽带通信系统中的应用信道编码技术在宽带通信系统中得到了广泛应用。
首先,在数字电视领域,采用合适的信道编码方案可以提高电视节目的画质和清晰度,同时减少视频信号中的噪声和干扰,提供更好的观影体验。
其次,在移动通信领域,信道编码技术可以有效提高无线信号的传输速率和稳定性,减少由于噪声和多径衰落引起的传输错误,提高用户通信质量。
无线信道中联合信源信道编码的研究的开题报告

无线信道中联合信源信道编码的研究的开题报告一、研究背景与研究意义近年来,随着无线通信技术的迅速发展,无线信道的研究受到了越来越广泛的关注。
在无线通信中,信源编码和信道编码是基本的技术手段,通常采用分开设计的方法,即先进行信源编码,再进行信道编码。
然而,联合信源信道编码技术是一种将信源编码和信道编码结合在一起的新型编码技术。
它不仅可以提高无线信道的容量,而且可以降低通信系统的功率消耗以及提高系统可靠性。
因此,在无线通信中,联合信源信道编码技术具有重大的研究价值和应用前景。
二、研究内容和研究方法本文主要研究无线信道中联合信源信道编码技术,并采用理论分析和仿真实验的方法,探讨联合编码对无线信道系统的性能影响。
具体实施过程包括以下几个方面:1.研究联合信源信道编码的原理和技术,分析其在无线通信中的优势和应用场景。
2.基于几种不同的联合编码方案,设计仿真实验,并使用常见的性能指标如误码率、码率、带宽效率等来评估其性能。
3.针对联合编码的实际应用环境,考虑干扰等复杂问题,对方案进行优化和改进,提高方案的实用性和可靠性。
4.根据理论分析和仿真实验的结果,总结联合编码技术的性能特点,并对未来的研究方向进行展望。
三、预期成果和意义本文预期达到以下几个方面的成果:1.深入研究无线信道中联合信源信道编码技术,并采用理论和实验相结合的方法,全面掌握其原理和应用。
2.通过仿真实验,量化不同联合编码方案的性能表现,为未来的实际应用提供可靠参考。
3.探讨联合编码在实际应用中的问题,提出优化和改进的方案。
4.总结联合编码技术的优点和不足,并展望其在未来的应用方向和研究前景。
通过本研究的成果,将为无线通信领域的发展提供新思路和技术手段,推动联合编码技术在实际应用中的推广和应用。
联合信源信道编码的原理及其在无线通信中的应用

联合信源信道编码的原理及其在无线通信中的应用文章标题:深度解析联合信源信道编码的原理及其在无线通信中的应用在无线通信中,联合信源信道编码是一个重要的概念,它涉及到信源编码和信道编码的结合,能够有效提高通信系统的可靠性和效率。
本文将从信源编码和信道编码的原理入手,深入探讨联合信源信道编码在无线通信中的应用,并对其进行全面评估和分析。
一、信源编码的原理及应用1. 信源编码简介信源编码是将来自信源的信息进行编码压缩,以便在传输过程中占用更少的带宽或传输资源。
常见的信源编码算法包括霍夫曼编码、算术编码等。
2. 信源编码在无线通信中的应用信源编码可以大大减少数据传输的冗余度,提高数据传输的效率,尤其在无线通信中,由于带宽和传输资源的有限性,信源编码显得尤为重要。
二、信道编码的原理及应用1. 信道编码简介信道编码是为了提高数据传输的可靠性,通过在数据中添加冗余信息,增加数据的容错性。
常见的信道编码技术包括海明码、卷积码等。
2. 信道编码在无线通信中的应用在无线通信中,信道往往会受到多径衰落、多径干扰等影响,信道编码可以减小误码率,提高通信的可靠性。
三、联合信源信道编码的原理及应用1. 联合信源信道编码的概念联合信源信道编码是信源编码和信道编码的结合,通过联合设计信源和信道编码方案,提高信号的压缩率和传输可靠性。
其核心是在保证压缩率的增强信道编码的纠错能力。
2. 联合信源信道编码在无线通信中的应用在无线通信中,联合信源信道编码可以有效降低误码率,提高信号的传输质量,尤其在高速移动通信或弱信号覆盖的情况下具有明显的优势。
四、个人观点和结论根据对联合信源信道编码原理及应用的深入研究和分析,我认为在无线通信中采用联合信源信道编码能够有效提高通信系统的可靠性和效率,特别是在面对复杂的通信环境时能够更好地应对各种干扰和噪音。
但同时也需要考虑编解码复杂度和性能损耗,需要根据具体的通信场景进行灵活选择。
通过本文的全面介绍和分析,相信读者对联合信源信道编码的原理和应用有了更深入的了解,能够在实际的无线通信系统设计和优化中发挥重要作用。
面向空间通信的联合信源信道编解码方法研究的开题报告

面向空间通信的联合信源信道编解码方法研究的开题报告1. 研究背景随着卫星技术的不断发展,卫星通信已成为人们日常生活和国家战略重要性的重要来源。
空间通信是卫星通信体系的一部分,主要用于地球和空间之间的通信和遥感数据传输等,具有广阔的应用前景。
但是,空间通信存在着噪声干扰、信号传输时延等问题,这就需要通过联合信源信道编解码方法进行有效解决。
2. 研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面:(1)空间通信中的信源编码技术通过对空间通信中的信源编码技术进行研究,可以有效地压缩数据,减小数据传输的延迟和误码率。
(2)空间通信中的信道编码技术针对空间通信中存在的噪声干扰等问题,需要对信道进行编码,以提高传输效率和可靠性。
(3)联合信源信道编解码方法通过对信源和信道的联合编解码,可以有效减小误码率和传输时延,提高空间通信的可靠性和效率。
3. 研究目的本研究的主要目的包括:(1)针对空间通信中的噪声干扰等问题,提出一种有效的信道编码方法,以提高信号的可靠性和传输效率。
(2)针对空间通信中的数据传输时延问题,提出一种高效的信源编码方法,以减小传输时延。
(3)通过联合信源信道编码,提高空间通信的可靠性和效率。
4. 研究方法本研究将采用实验研究和理论研究相结合的方法。
具体来说,将结合实际数据进行仿真实验,通过对仿真数据的分析和处理,验证联合信源信道编解码方法的有效性。
5. 研究意义本研究的结果将对空间通信系统的设计与开发具有重要的指导意义。
通过有效的联合信源信道编解码方法,可以提高空间通信的抗噪声干扰能力和传输效率,促进空间通信技术的发展和应用。
信道编码理论及其应用

信道编码理论及其应用随着数字通信技术的不断进步,信息传输在我们的生活中变得越来越普遍。
然而,数字通信与模拟通信不同,数据受到各种噪声和干扰的影响,导致信息传输存在误码率问题。
因此,为了减小误码率,我们需要一些技术来提高信道传输的可靠性。
其中,信道编码技术就是其中的一种。
一、信道编码的基本概念信道编码是指在数字通信系统中采用编码技术,将数据序列编码成更长的序列,在传输过程中可以检测和纠正误码,从而提高数据传输的可靠性。
信道编码通过加入冗余信息,可以检测和纠正信道传输过程中的错误,从而在一定的传输速率要求下,提高信道的可靠性。
信道编码的基本要求是增加冗余信息以减少误码率,并且在加入冗余信息的同时,尽量保持相同的数据传输速度。
常见的信道编码技术有前向纠错码(FEC)和后向纠错码(BEC)。
二、前向纠错码前向纠错码(FEC),也称为码距为d的线性块码。
其基本原理是通过加入检验位或冗余位,构成更长的编码序列,从而使得对于信道中的一定数量的误码,在接收端可以通过解码来消除。
其中,码距d表示任意两个合法编码之间的最少的汉明距离。
一般来讲,码距越大的编码系统容错能力就越强,误码率也就越低。
但是,增加码距会占据更多的带宽资源和计算资源。
前向纠错码可以保证在误码率一定范围内能够检测和纠正误码。
常用的前向纠错码有海明码和卷积码等。
海明码可以根据任意输入信息添加相应的校验码,使得检测和纠正误码的能力更强。
卷积码是信道编码中一种重要的编码方式,由于具备较高的编码效率、解码性能以及抗窜扰能力。
三、后向纠错码后向纠错码(BEC)是一种信道编码技术。
与前向纠错码相比,后向纠错码在编码过程中不需要生成冗余的编码符号,而是依靠编解码的算法对数据传输过程中产生的误码进行检测和纠正。
后向纠错码的核心是迭代译码算法,通过不断的纠正与重构消息传输系统,最终得到正确的消息。
后向纠错码的主要优势在于可以实现软判定,即使信号出现强干扰或噪声,也能够实现更精确的译码。
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联合信源信道编码在超宽带信道中的应用1杨晏鸷,蒋挺,周正北京邮电大学无线网络实验室,泛网无线通信教育部重点实验室,北京(100876)E-mail:buptyyz@摘要:本文将联合信源信道编码应用于超宽带(UWB)信道中,信源编码采用基于层次树的集分割算法(SPIHT)嵌入式码流编码,信道编码采用码率兼容截短卷积(RCPC)编码,研究了在直接序列超宽带(DS-UWB)方案中图像传输采用不等差错保护(UEP)方案相对于同等差错保护(EEP)方案所带来的性能提升,并基于UWB信道的特性提出了双重不等差错保护方案,给出了基于IEEE802.15.3a UWB信道模型的仿真结果,从仿真实验结果可以看出双重不等差错保护方案比传统的不等差错保护方案给重建图像带来更大的性能提升。
关键词:超宽带技术,联合信源信道编码,双重不等差错保护,基于层次树的集分割算法1.引言超宽带(Ultra Wideband,以下简称UWB) [1][2]系统具有高传输速率、低功耗、低成本等独特优点,是下一代短距离无线通信系统的有力竞争者。
它是指具有很高带宽比射频(带宽与中心频率之比)的无线电技术。
近年来,超宽带无线通信在图像和视频传输中获得了越来越广泛的应用,它具有极高的传输速率以及很宽的传输频带,可以提供高达1Gbit/s的数据传输速率,可用在数字家庭网络或办公网络中,实现近距离、高速率数据传输。
例如,利用UWB技术可以在家用电器设备之间提供高速的音频、视频业务传输,在数字办公环境中,应用UWB技术可以减少线缆布放的麻烦,提供无线高速互联。
联合信源信道编码(Joint Source Channel Coding,以下简称JSCC)[3][4]近几年来日益受到通信界的广泛重视,主要原因是多媒体无线通信变得更加重要。
根据Shannon信息论原理,通信系统中信源编码和信道编码是分离的[5],然而,该定理假设信源编码是最优的,可以去掉所有冗余,并且假设当比特率低于信道容量时可纠正所有误码。
在不限制码长的复杂性和时延的前提下,可以得到这样的系统。
而在实际系统中又必须限制码长的复杂性和时延,这必然会导致性能下降,这和香农编码定理的假设是相矛盾的。
因此,在许多情况下,采用独立编码技术并不能获得满意的效果,例如有严重噪声的衰落信道和(移动通信信道),采用独立编码技术不能满足要求。
因此需要将信源编码和信道编码联合考虑,在实际的信道条件中获得比信源和信道单独进行编码更好的效果。
其中不等差错保护是联合信源信道编码的一种, 是相对于同等差错保护而言的。
在网络资源有限的情况下,同等差错保护方案使得重要信息得不到足够的保护而使解码质量严重下降。
而不等差错保护根据码流的不同部分对图像重建质量的重要性不同, 而采用不同的信道保护机制, 是信源信道联合编码的一个重要应用。
不等差错保护(Unequal Error Protection,以下简称UEP)的信源编码主要采用嵌入式信源编码,如SPIHT(Set Partitioning In Hierarchical Trees) [6],EZW,JPEG2000等,信源输出码流具有渐进特性,信道编码采用RCPC[7],RCPT等码率可变的信道编码。
文章[8]中研究了在AWGN 信道下的不等差错保护的性能;文章[9]中研究了有反馈的移动信道下的多分辨率联合信源信道编码;文章[10]研究了无线信道下的图像传输,信源编码采用SPIHT,信道编码采用多码率Turbo coder的不等差错保护方案;文章[11]中研究了DS-CDMA多径衰落信道下信源编码为1本课题得到国家自然科学基金项目(60432040,60772021), 教育部博士点基金项目(20060013008), 韩国仁荷大学IT研究中心项目(INHA UWB-ITRC)的资助。
分层视频图像编码,信道编码采用RCPC ,解决了在信源编码,信道编码以及各个层之间的码率最优分配; 文章[12]研究了3G 网络下MPEG-4视频流的传输,信道编码采用 Turbo 编码,提出了用TCP 传输非常重要的MPEG-4流,而用UDP 传输MPEG-4 audio/video ES (Elementary Streams),并且对UDP 传输的码流进行UEP 的方案;文章[13]研究在无线频率选择性衰落信道中将MIMO-OFDM 和adaptive wavelet pretreatment (自适应小波预处理)结合在一起的联合信源信道编码图像传输。
据我们的了解, 现在并无文章研究超宽带无线信道下不等差错保护方案,本文将不等差错保护联合信源信道编码应用于超宽带无线通信中, 信源部分采用基于小波SPIHT 的编码方法,而信道部分采用RCPC 编码( Rate Compatible Punctured Convolutional codes) 对SPIHT 输出码流按重要程度进行不等错误保护,并基于DS-UWB [14]方案提出双重不等差错保护方案, 研究了不等差错保护给图像在超宽带无线通信中的图像传输所带来性能增益。
2.联合信源信道编码原理2.1 SPIHT 信源编码基于层次树的集分割(SPIHT)信源编码方法是基于EZW(embedded zerotree wavelet) 而改进的算法,它是有效利用了图像小波分解后的多分辨率特性,根据重要性生成比特流的一个渐进式编码。
这种编码方法,编码器能够在任意位置终止编码,因此能够精确实现一定目标速率或目标失真度。
同样,对于给定的比特流,解码器可以在任意位置停止解码,而仍然能够恢复由截断的比特流编码的图像。
而实现这一优越性能并不需要事先的训练和预存表或码本,也不需要任何关于图像源的先验知识。
2.2 RCPC 信道编码码率兼容截短卷积(RCPC )信道编码,就是一类采用周期性删除比特的方法来获得高码率的卷积码,它具有以下几个特点:(1 ) 截短卷积码也可以用生成矩阵表示,它是一种特殊的卷积码;(2) 截短卷积码的限制长度与原码相同,具有与原码同等级别的纠错能力;(3) 截短卷积码具有原码的隐含结构,译码复杂度降低;(4) 改变比特删除模式,可以实现变码率的编码和译码。
2.3 不等差错保护由于信源编码输出时嵌入式的,而且输出的码流首部对重建图像的质量具有重要作用,一旦译码错误整个图像就不可重现,后续输出的码流对重建图像质量影响较小,因此对前面的码流需要加入最高级别的保护,即加入最多信道编码冗余[15],对中间的码流加入中等级别的保护,即加入适当的信道编码冗余,对后面的码流加入最低级别的保护,即加入最少信道编码冗余。
2.4 IEEE802.15.3a UWB 信道模型IEEE802.15.3a 模型的UWB 信道冲激响应可以表示为[16]:()11()()K n N nk n nk n k h t X t T αδτ===−−∑∑其中X 是对数正太随机变量,代表信道的幅度增益;N 是观测到的簇的数目,K(n)是第n 簇内接收到的多径数目,nk α是第n 簇第k 条路径的系数,n T 是第n 簇到达时间,nk τ是第n 簇中第k条路径的时延。
3.系统设计方案图1 系统框图图1给出了系统设计框图。
原始图像经过SPIHT信源编码, 编码器输出码流为嵌入式码流,其重要性大致由高到低排列,即码流对恢复图像质量影响的重要性由大到小排列,码流将通过RCPC信道编码器,并根据输出码流对图像重建质量重要程度不同进行不等差错保护。
信道编码器输出码流再经过重复编码器,其中重复编码周期Ns根据码流重要性不同而改变,码流越重要Ns越大,从而实现对图像的双重不等差错保护。
再用伪随机DS码序列对重复编码器输出码流进行编码,之后进行PAM调制和脉冲成形,从而形成DS-UWB信号,再经过IEEE802.15.3a UWB信道传输,低频信息集中了图像的大部分信息, 考虑到图像低频信息对重建图像的重要性, 一旦重要信息出现错误, 会导致重建图像质量急剧下降, 甚至根本无法重建图像。
而图像在采用改进后的SPIHT算法进行信源编码后, 重要信息集中在数据流前面, 这使得在对其进行信道纠错编码时很容易对重要信息与非重要信息进行不等差错保护。
4.改进的不等差错保护方案基于超宽带系统具有高传输速率、高带宽的特点,我们提出了不等差错保护在超宽带信道中传输的改进方案。
传统的方案利用信道编码加入不同程度的冗余从而实现不等差错保护,在DS-UWB超宽带传输方案中,我们不仅通过改变信道编码码率实现不等差错保护,而且通过改变重复编码器编码周期Ns从而实现两重不等差错保护。
通过牺牲一定的带宽,换来了图像质量的提升。
具体步骤如下:1.根据重要信息长度, 首先对位于数据流前面的重要信息进行码率为1/3的信道编码,重复编码器周期Ns取为30;2.对数据流中间的次要信息进行码率为1/2的信道编码,重复编码器周期Ns取为20;3.对数据流后面的非重要信息不进行信道编码,重复编码器周期Ns取为10。
5.实验仿真结果采用标准LENA256×256图像进行仿真实验, 信源编码采用SPIHT算法,SPIHT 编码速率为0.5bpp, 信道编码采用码率自适应截短卷积码RCPC, 对实验图像进行同等差错保护信道编码( EEP) 和不等差错保护信道编码(UEP), 对于EEP编码采用1/ 2 码率;对于UEP 编码,其重要信息(包括头部语法及图像重要数据) 采用1/ 3码率,对图像次重要数据采用1/ 2码率进行编码,对图像非重要数据不进行编码。
信道编码输出码流经过一个(Ns,1)重复编码器,对重要信息Ns取30,次重要数据Ns取20,非重要数据Ns取为10,再用一个周期为Np=Ns的伪随机DS码序列对重复编码器输出序列进行编码,最后对编码输出进行PAM调制和脉冲成形从而形成DS-UWB发送信号波形,其中脉冲参数设置为平均发射功率为-30,抽样频率为50e9,平均脉冲重复时间为2e-9,冲激响应持续时间为0.5e-9,脉冲波形形成因子为0.25e-9。
DS-UWB信号经过IEEE802.15.3a CM1信道模型,接收端采用Rake接收机对接收信号进行解调,解调后的码流经过RCPC信道译码和SPIHT信源译码恢复出原始图像。
图2 IEEE802.15.3a CM1信道模型下Double-UEP与UEP,EEP的性能比较图2中给出了IEEE802.15.3a CM1信道模型下双重不等差错保护(Double-UEP)与传统不等差错保护(UEP)与同等差错保护(EEP)的性能比较,其中横轴为超宽带信道中的信噪比Eb/N0,纵轴为重建图像的峰值信噪比PSNR(Peek Signal Noise Ratio)。