基于Huffman信源编码和LDPC信道编码的联合译码算法

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关于信源信道联合编码的研究

关于信源信道联合编码的研究

文献综述题目关于信源信道联合编码的研究学生姓名 gyp专业班级通信工程07-1班学号 2007*******院(系)计算机与通信工程学院指导教师(职称) **(讲师)完成时间 2009年 3 月 12 日1 前言“信息论”又称“通信中的数学理论”,是研究信息的传输、存储和处理的科学。

通信的根本目的是将消息有效而可靠地从信源传到信宿。

信源编码的目的在于提高系统的有效性(传信率越高失真越小)。

中心问题是:对一给定的信源,在失真度确定的条件下,使得失真满足要求所需的最低传信率;在传信率确定的情况下,系统所能达到的最小失真。

信道编码理论核心是提高系统的可靠性。

中心问题:寻求一种适当的编码手段,在一定的传信率条件下,通过有规律地增加冗余度保证消息以尽可能小的差错概率从信源传到信宿[1]。

长期以来,在香农的信源信道分离理论的指导下,信源编码理论和信道编码理论都取得可喜成果。

但是当前的分离理论仅适用与点对点通信系统,并假定系统可容忍无限长的传输时延和预先掌握信道统计特性。

在当前,图像/视频实时业务,无线和IP网络信道的时变性,原分离的信源信道理论已经无法满足实际的通信需求。

而建立在香农的全局率失真理论之上的信源-信道联合编码理论应运而生。

如图1信源信道联合编码框图[2]。

1979年——提出信源信道联合编码[3]。

近年来——K.Sayood等人,研究利用压缩编码后信息的先验后验信息向译码器传递信息。

F.R.K schischang和B.J.Frey等人,提出因子图形并提出一种针对全局函数边界计算的一般性算法。

I.Kozintsev等人,提出一种基于因子图形框架,同时包含信源与信道编码的全局图形模型(还用到冗余信息存在准则和和积准则)。

J.Hagenauer等人,提出一种基于变长译码的变长软译码算法。

Banister等人,提出针对JPEG2000信源编码和Turbo信道编码的联合方法。

Hamzaoui等人,提出互联网和无线信道下传输内嵌图像的联合编码方法;且采用局部搜索算法对信源信道进行最优化不等差错保护。

LDPC编译码方法及应用

LDPC编译码方法及应用

摘要随着无线通信技术的不断发展与进步,数字电视广播、移动视频点播等对数据吞吐量要求很高的业务逐渐变得可能。

为了在有限的带宽内用有限的发射功率保证信息在空间传播时的可靠性,需要在系统中引入具有很强纠错能力的信道编码技术。

低密度奇偶校验码(LDPC)码具有与香农限非常接近的纠错性能,因此成为现代通信系统中信道编码的强有力竞争者。

目前,包括欧洲数字电视卫星广播标准DVB-S2、中国数字电视地面广播标准CDTV-T 等在内的标准已经将LDPC 码作为信道编码的解决方案,而IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等无线局/城域网标准也将LDPC 码作为一种候选方案。

随着LDPC 码进入应用的脚步不断加快,有必要对LDPC 码在实现过程中存在的问题和困难进行研究并加以解决和克服,这也正是本文对LDPC 码的实现与应用进行研究的出发点。

本文介绍了LDPC 码,综述了其编码方法和译码方法,同时对LDPC 码编译码方法的发展作了分析。

关键词:LDPC 码;编码;译码;奇偶校验矩阵AbstractWith the development of wireless communication technology, wirelessservices that require high data throughput, such as digital TV broadcastingand mobile TV, have been increasingly practical. In order to ensure thereliability of communication with limited bandwidth and limited transmission power, we need to implant powerful channel coding technique into the system.Low-density parity-check codes, with the error-correcting ability approaching Shannon limit very closely, are therefore highly competitive candidate of channel codes in modern communication systems.In present,European digital TV satellite broadcasting standard DVB-S2 and Chinese digital TV terrestrial broadcasting standard CDTV-T have chosen LDPC codes as the channel codes while wireless local/metropolitan area network(WLAN/WMAN) standards IEEE 802.11n and IEEE 802.16e have considered LDPC codes as an option for channel codes. Therefore, it is necessary to study the difficulties and solve the problems on the way of applying LDPC codes into practical systems, which is the point this thesis mainly addresses.While briefly introducing LDPC codes are introduced briefly ,this paper summarizes the encoding and decoding algorithms. The development of encoding and decoding methods is analyzed as well .Key words : LDPC codes ; encoding ; decoding ; parity check matrix目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (4)1.1 LDPC码简介 (4)1.2 LDPC码发展历史 (4)1.3 LDPC码技术背景 (5)1.4 LDPC码的优缺点 (6)1.5 LDPC码基本原理 (8)1.6 LDPC码基本概念 (8)第二章LDPC 码的编码方法 (11)2.1 编码方法概述 (11)2.2 Richardson 等提出的有效编码方案 (11)2.3 其它编码方案 (14)2.4 编码方案小结 (14)2.5 编码方法的发展 (14)第三章 LDPC 码的译码算法 (16)4.1 译码基础 (16)4.2 译码算法简单描述 (16)3.2.1 硬判译码算法 (16)3.2.2 软判译码算法 (17)3.2.3 线性规化算法 (17)3.2.4 性能比较 (17)3.3 译码方案小结 (19)3.4 译码方法的发展 (19)第四章 H 矩阵的构造方法 (20)4.1 随机构造方法 (20)4.2 代数构造方法 (20)4.3 LDPC 码构造方法 (21)4.4 LDPC 码小结 (22)第五章 LDPC 码的应用与展望 (23)5.1 LDPC 码的应用 (23)5.2 LDPC码的展望 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 LDPC码简介LDPC 码(Low Density Parity Check codes ,低密度奇偶校验码) 是Gallager 于上世纪60 年代提出的一类基于奇偶校验矩阵定义的线性分组码,因其校验矩阵只含有少量的非零元素,其余元素均为零,故而得名。

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

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。

【硕士论文】LDPC码的编译码原理及编码设计

【硕士论文】LDPC码的编译码原理及编码设计
3. 研究了现有的具有较大围长的低密度校验码设计方法,提出了一种新的构造具 有较大围长的正则低密度校验码方法并对其在高斯信道下的纠错性能进行了仿 真,提出了渐进边增长算法的改进算法,使采用改进后的算法构造的低密度校 验码能够严格满足给定的度序列分布;
4. 对低密度校验码的快速编码问题进行了深入研究,指出了旋风码和重复累积码 能够达到线性编码的原因及其与可快速编码的低密度校验码之间的关系,提出 了两种可线性编码的低密度校验码的构造方法并对其在高斯信道下的纠错性能 进行了仿真。
3. The available design methods of LDPC codes with large girth are introduced and a new construction of regular LDPC codes with large girth is brought along with its realization algorithm, and the performances of the LDPC codes generated by this method are analyzed and simulated under AWGN channels. Improved Progressive Edge-Growth algorithm is presented by which the LDPC codes generated can satisfy the given degree distribution strictly.
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信息论综合性实验报告 Huffman编码及译码 代码

信息论综合性实验报告  Huffman编码及译码 代码

Xx大学yy学院综合性设计性实验报告专业班级:学号:姓名:实验所属课程:信息论与编码技术实验室(中心):信息科学与工程学院软件中心指导教师:实验完成时间: 2012 年 12 月 9 日一、设计题目:Huffman编码及译码二、实验内容及要求:<一>实验内容:对所给的字符串进行huffman的编译码;译码对应原始序列,在将编码进行移位操作时,再进行译码输出,得出误码率。

<二>实验要求:自己设计一段信源序列,利用Huffman编码对其进行编码,然后利用相应的译方法进行译码,同时考察译码错误对后续序列带来的影响。

三、实验过程(详细设计):<一> huffman编码原理:Huffman编码是一种紧致编码,但编码序列的码并非是唯一的。

它是根据源数据各信号发生的概率进行编码,在源数据中出现的概率越大的信号,分配的码字越短;出现概率越小的信号,其码字越长,从而达到用尽可能少的码字表示源数据的目的。

Huffman编码的步骤如下:设信源X有m个符号(消息),信源概率分布如下:X = ⎧ x1, x2 ,..., x m ⎫⎩ p1 2 ,..., p m ⎭(1)把信源X 中的消息按概率从大到小的顺序排列;(2)把最后两个出现概率最小的消息合并成一个消息,从而使信源的消息数减少,并同时再按信源符号(消息)出现的概率从大到小排列;(3)重复上述2 个步骤,直到信源最后为一个序列只有一个1;(4)将被整合的消息分别赋予1 和0,并对最后的两个消息也相应地赋予1 和0.(5)通过以上步骤即可完成编码操作。

<二> huffman译码原理:通过在刚开始生成的随机编码序列,得到列出的0 1 序列与源字符串一一对应,就完成了译码。

而对错位后的编码序列,我只是只错位了前两个进行译码,效果不是很明显。

<三>算法设计:1、编码部分:(1)主函数主要用于调用前面所编写的各个函数模块,按照主函数(主函数代码如下)所列出来的调用顺序,进行一一叙述。

LDPC码在联合信源信道编码中的应用

LDPC码在联合信源信道编码中的应用

第21卷第2期海军航空工程学院学报V ol. 21 No.2 2006年3月 JOURNAL OF NA V AL AERONAUTICAL ENGINEERING INSTITUTE Mar. 2006收稿日期:2005-09-07作者简介:李鑫(1981−),男,硕士生.海 军 航 空 工 程 学 院 学 报 2006年 第2期·254·1.2 LDPC 码的编码LDPC 码的编码过程可分为以下几个步骤[5]: (1)构造LDPC 码的校验矩阵H :校验矩阵的构造有很多种,主要研究热点是如何消除小环[6];(2)通过高斯消去法变换,把校验矩阵变换成系统形式,[]1TI P =H ,1I 为m 阶单位阵;(3)由H 得到其生成矩阵G ,][P I 2=G ,其中2I 为(n −m )阶单位阵;(4)用信息比特去乘生成矩阵,就得到了编码后的码字,G u t =。

1.3 LDPC 码的译码图3描述了LDPC 码的译码器结构,其中r 是信道的输出结果,0ij r 表示校验节点到信息节点传递消息“0”时的概率,0ij q 表示信息节点到校验节点传递消息“0”时的概率,0i e 是译码器输出“0”的概率。

LDPC 码的译码算法是一种消息传递算法,称为和积算法[7]。

此方法测定信息值的后验概率,并通过多次迭代提高了计算的准确性。

这里主要讨论二元LDPC 码的译码,信道模型采用二元输入连续输出的平稳无记忆AWGN 信道模型,假设采用BPSK 调制,噪声服从高斯分布N (0,σ2)。

图3 LDPC 码的译码器和积算法有如下4个步骤:(1)初始化:对特定的信道预设信息比特的先验概率。

0mn q 和1mn q 表示码字n x 的两种概率,分别初始化为0n f 和1n f 。

对于AWGN 信道,有:101n n f f −=,()()212exp 11σn n ay f −+=, (1)其中:a 为BPSK 调制器的输出;n y 为高斯信道的输出。

LDPC码的译码算法

LDPC码的译码算法

LDPC 码的译码算法3.1 译码算法概述二进制信道的最佳译码方案无疑会是最大似然概率译码,其译码错误率也是用最大似然概率译码来分析的,但在实际运用中当码长较长时该方案的会产生硬件复杂度,存储器个数以及时延过大的问题。

Gallager 博士在1963年就针对这一问题提出了基于硬判决以及软判决的两种古典译码方案,这两种方案在后来的改进和演化中组不形成了现今常用的和积算法。

和积算法即是Log-BP 算法,是在对数域上计算置信传播(BP )概率,从而将乘积运算转化为加法运算的一种算法。

Log-BP 算法是在BP 算法的基础上得到的,与BP 算法相比,Log-BP 算法没有很多的乘法运算因而处理速度快并且在译码性能上Log-BP 算法没有下降太多。

3.2 LDPC 码的BP 译码算法BP 算法又称为Message Passing 算法主要是基于Tanner 图结构,信息在译码的过程中会在信息节点和校验节点间来回传播。

BP 算法在性能上有一定的损失主要是因为其建立在Tanner 图中没有环的基础上,然而实际中却有环的存在。

为理解BP 算法,首先应当掌握几个引理:假设二进制序列长度为L ,其个比特之间相互独立,P l 0,P l 1分别表示在其第l 位上取0和1的概率,则序列中出现偶数个1的概率:P (偶数个1)=()221111∏=-+Ll l P =()21110∏=-+Ll l l P P (3.1)P (奇数个1)=1-P(偶数个1)=()21110∏=--Ll l l P P (3.2)设码字在加性白高斯噪声信道中传输,则接收到的信道的输出信号在第n 个时间片为n n n d ω+=r(3.3)其中d n 的幅值±a 分别对应码字中的0,1且其等概率分布;ωn 是0均值,方差为σ2的高斯噪声,且它们之间相互独立。

假设一个LDPC 码A (N ,d v ,d c ),则在其对应的Tanner 图中,变量节点表示为{v n ;n=1,2,…,N },校验节点表示为{c m ;m=1,2,…,M },由式(2.1)得 M=(Nd v )/d c 。

论信源编码与信道编码

论信源编码与信道编码

论信源编码与信道编码李希夷 201110404107摘要:如今社会已经步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用。

而对于信息的传输,数字通信已经成为重要的手段。

而在数字通信系统中,信源编码和信道编码在信息的传送过程中起到了至关重要的作用,这要求我们对信源编码和信道编码的了解和认识有更高的层次。

关键词:信息传输数字通信信源编码信道编码正文:一.信源编码和信道编码的发展历程信源编码:最原始的信院编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。

但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z 编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。

信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。

相对地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。

信道编码:1948年Shannon极限理论→1950年Hamming码→1955年Elias卷积码→1960年 BCH码、RS码、PGZ译码算法→1962年Gallager LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码→1965年B-M译码算法→1967年RRNS码、Viterbi算法→1972年Chase氏译码算法→1974年Bahl MAP算法→1977年IMaiBCM分组编码调制→1978年Wolf 格状分组码→1986年Padovani恒包络相位/频率编码调制→1987年Ungerboeck TCM格状编码调制、SiMonMTCM多重格状编码调制、WeiL.F.多维星座TCM→1989年Hagenauer SOVA算法→1990年Koch Max-Lg-MAP算法→1993年Berrou Turbo码→1994年Pyndiah 乘积码准最佳译码→1995年 Robertson Log-MAP算法→1996年 Hagenauer TurboBCH码→1996MACKay-Neal重新发掘出LDPC码→1997年 Nick Turbo Hamming码→1998年Tarokh 空-时卷格状码、AlaMouti空-时分组码→1999年删除型Turbo码虽然经过这些创新努力,已很接近Shannon极限,例如1997年Nickle的Turbo Hamming码对高斯信道传输时已与Shannon极限仅有0.27dB相差,但人们依然不会满意,因为时延、装备复杂性与可行性都是实际应用的严峻要求,而如果不考虑时延因素及复杂性本来就没有意义,因为50多年前的Shannon理论本身就已预示以接近无限的时延总容易找到一些方法逼近Shannon极限。

基于LDPC码和物理层网络编码的联合信道编码技术

基于LDPC码和物理层网络编码的联合信道编码技术
ne t wo r k c o d i ng
L i Ch e n g f u, L u Xu a n mi n, Ya n g J i e, Z h a n g Hu i d o n g
( S c h o o l o f E l e c t r o n i c s a n d I n f o r m a t i o n, N o r t h w e s t e n r P o l y t e c h n i c a l U n i v e r s i t y , X i a n 7 1 0 1 2 9 , C h i n a )
本 文 通 过 将 以 上 两 种 技 术 相 结 合 , 提 出 一 种 基 于
网 络 编 码 是 近 几 年 提 出 的 一 门新 兴 理论 『 I - . 其 基 本 原
置 信算 法 ( B P译 码 算 法 ) , 已 经 广 泛 地 应 用 在 通 信 技 术
的其 他 方 面 。
ห้องสมุดไป่ตู้
理 就 是 传 输 链 路 上 的 中 继 节 点 对 接 收 到 的 信 息 进 行 处 理后 再进 行转 发 , 而 目的 节 点 最 终 能 够 恢 复 这 些 被 处 理 的信 息 ,理 论 证 明 网 络 编 码 可 以实 现 网 络 最 大 流 传 输 。
Ab s t r a c t : B y c o mb i n i n g t h e L DP C c h a n n e l c o d i n g t e c h n o l o g y a n d t h e p h y s i c a l l a y e r n e t w o r k c o d i n g, a n d b a s e d o n t h e

电文的编码和译码简单Huffman编码译码的设计与实现

电文的编码和译码简单Huffman编码译码的设计与实现

电文的编码和译码简单Huffman编码译码的设计与实现三、题目--赫夫曼编码/译码器1. 问题描述利用赫夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。

这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码(复原)。

对于双工信道(即可以双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/译码系统。

试为这样的信息收发站编写一个赫夫曼码的编/译码系统。

2.基本要求一个完整的系统应具有以下功能:(1) I:初始化(Initialization)。

从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立赫夫曼树,并将它存于文件hfmTree中。

(2) E:编码(Encoding)。

利用已建好的赫夫曼树(如不在内存,则从文件hfmTree中读入),对文件T oBeTran中的正文进行编码,然后将结果存入文件CodeFile中。

(3) D:译码(Decoding)。

利用已建好的赫夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件Textfile中。

以下为选做:(4) P:印代码文件(Print)。

将文件CodeFile以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。

同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrin中。

(5) T:印赫夫曼树(Tree printing)。

将已在内存中的赫夫曼树以直观的方式(比如树)显示在终端上,同时将此字符形式的赫夫曼树写入文件TreePrint 中。

3.测试要求(1) 已知某系统在通信联络中只可能出现八种字符,其频率分别为0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11,试设计赫夫曼编码。

(2) 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立赫夫曼树,并实现以下报文的编码和译码:“THIS PROGRAME IS MY FAVORITE”。

字符 A B C D E F G H I J K L M频度186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20字符N O P Q R S T U V W X Y Z频度57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1四、概要设计1)问题分析哈夫曼树的定义1.哈夫曼树节点的数据类型定义为:typedef struct{ //赫夫曼树的结构体char ch;int weight; //权值int parent,lchild,rchild;}htnode,*hfmtree;2)所实现的功能函数如下1、void hfmcoding(hfmtree &HT,hfmcode &HC,int n)初始化哈夫曼树,处理InputHuffman(Huffman Hfm)函数得到的数据,按照哈夫曼规则建立2叉树。

基于联合迭代译码的LDPC编码协作系统

基于联合迭代译码的LDPC编码协作系统

基于联合迭代译码的LDPC编码协作系统张顺外;仰枫帆;宗鹏【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2011(046)003【摘要】为提高系统性能,提出了分别采用正规LDPC(LOw-density parity-cheek code)和非正规系统LDPC码的编码协作通信系统,并给出了用于源节点和中继点的双LDPC码的构造方法.导出了基于双LDPC码的总体校验矩阵,据此校验矩阵给出了相应的双层结构Tanner图,目的点采用基于该双层结构Tanner图的联合迭代译码新算法译码.理论分析和数值模拟表明,在相同条件下,理想LDPC编码协作系统的性能明显优于编码非协作系统的性能,当误比特率为10-5、译码迭代10次时,理想正规LDPC码和非正规系统LDPC码编码协作系统较相应的编码非协作系统分别具有1.0和0.6 dB增益.【总页数】7页(P469-474,487)【作者】张顺外;仰枫帆;宗鹏【作者单位】南京航空航天大学电子信息工程学院,江苏,南京,210016;南京航空航天大学电子信息工程学院,江苏,南京,210016;南京航空航天大学航天学院,江苏,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TN911【相关文献】1.基于有限域的QC-LDPC码编码协作通信及其联合迭代译码技术 [J], 程浩;仰枫帆2.基于非正规LDPC码的中继协作通信及其联合迭代译码的性能研究 [J], 陈婧文;仰枫帆3.MIMO系统中基于因子图的联合迭代检测和LDPC译码 [J], 王忠勇;靳梦瑶;段琳琳;王行业4.LDPC编码调制系统中基于反馈LLR均值的迭代解调/译码算法 [J], 黄平;姜明;赵春明5.基于联合迭代检测译码的多中继RA编码协作系统 [J], 唐蕾;仰枫帆;刘伟伟;王天宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于马尔可夫信源的LDPC信源信道联合译码算法

基于马尔可夫信源的LDPC信源信道联合译码算法
channel information and the constrains these code words satisfy according to the parity check matrix. IV. The modified LDPC algorithm 1) Messages passing from the check nodes to the variable nodes
1 − p 0⎤ ⎡ p0 ∏ = [π ij ] = ⎢ ⎥ ⎣1 − p1 p1 ⎦
Where π ij = P{S k = j | S k −1 = i} is the transition probability. If
p 0 = p1 , this source
described above is a symmetric Markov source. Otherwise, it is asymmetric. In this paper, we only consider the symmetric binary Markov source [2]. III. LDPC codes Low-density parity-check codes (LDPC) are a class of linear error-correcting block codes. It was introduced by Gallager in 1962. By using a sparse parity-check matrix, each codeword satisfies a small number of linear constrain. The LDPC decoding algorithms iteratively compute the distributions of variables based on Tanner graph model [7]. These algorithms include: the sum-product algorithm (SPA), the belief propagation algorithm (BPA), and the message passing algorithm (MPA) [8]. All of them are designed to correct the error codewords by exploiting the

高阶调制下LDPC码的信源信道联合编码方法

高阶调制下LDPC码的信源信道联合编码方法

高阶调制下LDPC码的信源信道联合编码方法周彦波;陈紫强【摘要】为了提高带宽效率和信息的传输质量, 提出了一种高阶调制下基于低密度奇偶校验码 ( LDPC) 的信源信道联合编码方法. 根据格雷 ( Gray) 映射下高阶调制符号中不同比特的抗噪声性能差异, 将调制符号中各比特等效成一组并行比特子信道, 结合多级树集合分裂 ( SPIHT) 算法编码后图像码流的特点, 利用密度进化方法优化LDPC码的度分布.为了提高对图像重要信息的保护, 利用非规则LDPC码的非均等保护特性, 重新分配图像码流数据. 实验结果表明, 该方法能够较大提高无线通信图像传输的可靠性和有效性.%In order to improve the bandwidth efficiency and information transmission quality,a joint source-channel coding method based on LDPC codes is proposed for high order modulation.According to the anti-noise performance of different bits of high order mod-ulation symbols under Gray mapping,the modulation symbols in each bit is equivalent to a set of parallel bitsubchannels,combined with the characteristics of image code stream after using SPIHT algorithm for coding,the density evolution method is used to optimize the degree distribution of LDPC codes.In order to improve the protection of the important image information,the UEP characteristics of irregular LDPC codes is used for re-allocation of the stream data of image.The experiments show that the method can greatly improve the reliability and availability of wireless image transmission.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2015(045)011【总页数】5页(P21-25)【关键词】无线通信;密度进化;高阶调制;非均等保护【作者】周彦波;陈紫强【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院, 广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院, 广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN914.3LDPC码及其逼近香农限的性能和低复杂度的并行译码结构[1],成为当前信道编码领域最受瞩目的研究热点之一。

利用HMM信源残留冗余的LDPC译码算法

利用HMM信源残留冗余的LDPC译码算法

利用HMM信源残留冗余的LDPC译码算法
王兰勋;王贵贵
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2007(043)030
【摘要】提出一种基于二阶HMM(隐马尔可夫)信源和LDPC的联合信源信道译码算法.在迭代过程中,利用信源序列中的冗余信息校正LDPC译码的迭代软信息,提高LDPC码的纠错性能,加快迭代收敛速度.AWGN信道的仿真结果证实了该联合信源信道解码算法性能优越.
【总页数】3页(P128-129,201)
【作者】王兰勋;王贵贵
【作者单位】河北大学,电信学院,河北,保定,071002;河北大学,电信学院,河北,保定,071002
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.结合残留冗余信息与MMSE估计的信源信道联合编解码 [J], 殷玮玮;吴乐南
2.利用残留冗余量的联合信源信道解码在EVRC语音解码器中的应用 [J], 阿哈麦德;尤肖虎;高西奇
3.基于Markov信源和LDPC编码的信源信道联合译码算法 [J], 梅中辉;李晓飞
4.利用信源残留冗余实现高容错数字分接 [J], 相蔚蔚;陆佩忠
5.基于HMM信源估计和LDPC的联合信源信道译码 [J], 王兰勋;王贵贵;尹超;田晓燕
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基于隐马尔科夫模型的多元LDPC联合译码

基于隐马尔科夫模型的多元LDPC联合译码

基于隐马尔科夫模型的多元LDPC联合译码
赵旦峰;王诗力;周相超
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2013(026)008
【摘要】采用隐马尔科夫模型对信源估计,对基于多进制LDPC码的联合信源信道译码算法展开研究.该算法通过对传统的多进制LDPC译码算法的改进,在迭代过程中加入通过估计算法得到的信源冗余,校正了迭代软信息,提高译码性能.仿真结果表明,在AWGN信道中,改进算法相比传统译码算法性能优越.
【总页数】3页(P4-6)
【作者】赵旦峰;王诗力;周相超
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN93
【相关文献】
1.基于联合隐马尔科夫模型的SAR图像去噪方法 [J], 倪东;李乔亮;陈昕
2.基于额外列多元LDPC码网格最小最大译码算法 [J], 陈紫强;侯田田;欧阳缮;谢跃雷
3.隐马尔科夫多元线性回归模型中未知隐状态个数的贝叶斯模型选择 [J], 李勇;刘鹤飞;王坤;相中启
4.基于FMS算法的多元LDPC码的译码器设计 [J], 卢泳兵;袁瑞敏;朱敏
5.基于2维信息传递的wBRB多元LDPC译码算法 [J], 杜立婵;韦冬雪;黎相成;陈海强;覃团发
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Joint Source-Channel Decoding of Huffman Codes withLDPC CodesZhonghui Mei and Lenan WuAbstract In this paper, we present a joint source-channel decoding algorithm (JSCD) forLDPC codes by exploiting the redundancy of the Huffman coded sources.When the numberof Huffman codes increases, just a moderate complexity is added for our algorithm byincreasing the size of the lookup table, which is used to estimate the information bitprobability based on the source redundancy.Key words - LDPC, Variable length codes (VLC), Huffman code, sum-product algorithm(SPA), joint source-channel decoding (JSCD)I. INTRODUCTIONRecently in [1]-[4] several joint source-channel decoding algorithms for variable length codes(VLC) have been proposed. All of these algorithms consider the overall sequence of variablelength codeword to exploit the source redundancy. The drawback is that the symbols have to besynchronized in order to limit error propagating. Furthermore, when the number of VLCincreases, the decoding complexity of these algorithms explodes.In this paper we present a JSCD algorithm for LDPC codes in combination with Huffmancoded sources. The error correcting property of our JSCD algorithm mainly depends on channelcodes rather than source redundancy. In order to exploit the source redundancy, we estimate theinformation bit probability with just some corresponding bits before it, which simplifies thedecoding algorithm significantly.The rest of the paper is organized as follows. Section II presents the Huffman coded sourcemodel. The JSCD algorithm for LDPC codes is described in section III. Section IV provides thesimulation results. Section V concludes this paper.II. HUFFNAN CODED SOURCE MODELLet denotes a sequence of information bits coded by VLC (e.g. aHuffman code). In [1], [3] and [4], they consider the overall sequence and express the sourceredundancy with . In order to compute , [3] and [4] design atrellis to illustrate statistics of the source sequence. When the number of the trellis statesincreases, the computational complexity of will rise explosively.],......,,,[321n s s s s S =),......,,,()(21n s s s s p S p =)(S p )(S p In this paper, we make use of the source redundancy with , as isillustrated in Fig.1 and table 1. k is chose to be larger than the maximum length of Huffmancodes. When the number of VLC increases, we only need to expand the lookup table. In addition,for we just estimate one bit probability with a small part bit of the information sequence everytime, the error propagation phenomenon has been avoided successfully.]),......,,[|(11−+−−i k i k i i s s s s pFor the last case of Table 1, we can not decide )0(=i s p and )1(=i s p with the giveninformation ,so just assume 5.0)1()0(====i i s p s p . In the following of this paper, weonly consider the Huffman codes as shown in Fig.1 and table 1.3−i s 2−i s 1−i s )0(=i s p )1(=i s p0 0 0 p(a) p(b)+p(c)0 0 1 p(b)/(p(b)+p(c))p(c)/(p(b)+p(c))0 1 0 p(a) p(b)+p(c)0 1 1 p(a) p(b)+p(c)1 0 0 p(a) p(b)+p(c)1 0 1 p(b)/(p(b)+p(c))p(c)/(p(b)+p(c))1 1 0 p(a) p(b)+p(c)1 1 1 0.50.5 Fig.1. Huffman code Table 1. lookup table for estimating bit probabilityIII .THE JSCD ALGORITHMIn order to exploit the redundancy of Huffman coded sources described in the previous section,we present a JSCD algorithm for LDPC codes by modifying sum-product algorithm [5].Our JSCD algorithm separates the variable nodes into two classes: one corresponding to checkbits and the other to information bits. For variable nodes corresponding to checkbits,,,and (denotes message passing fromvariable node j to check node i, denotes the outgoing message) are computed in thesame way as SPA does; otherwise, they are computed as follows: )}0({iter ji q )}1({iter ji q )0(=i iter s Q )1(=i iter s Q iterji q )(i iter s Q ),,()0()|0()0(1230''\−−−∈××==∏i i i C j iter ij i i ij iter ij s s s f r r s p k q j i ∏∈−−−−−−××=∝j i C j iter i iter i iter i iter i j i i ij b b b f r r s p k \')1(1)1(2)1(30'),,()0()|0( (1) Where is a constant chosen to ensure that .ij k ⇒1)1()0(=+iter ij iter ij q q denotes the check nodes connected to variable node excluding check node j i C \⇒i j .denotes message passing from check node to variable node .iter i j r '⇒'j i is a table lookup function for ),,(1230−−−i i i s s s f ⇒)0(=i s p as is shown in Table 1.is set to be)1(−iter i b ⇒⎩⎨⎧>−elseQ when iter 05.01)1(),,()1()|1()1(1231''\−−−∈××==∏i i i C j iter i j i i ij iter ij s s s f r r s p k q j i),,()1()|1(11)1(2)1(31''\−−−−−−∈××=∝∏iter i iter i iter i C j iter ij i i ij b b b f r r s p k j i (2) Where is a table lookup function for ),,(1231−−−i i i s s s f ⇒)1(=i s p .∏∈−−−××===iC j i i i iter ji i i i i iter s s s f r r s p k s Q ),,()0()|0()0(1230∏∈−−−−−−××=∝iC j iter i iter i iter i iter ji i i i b b b f r r s p k ),,()0()|0()1(1)1(2)1(30 (3) Where is a constant chosen to ensure .i k ⇒1)1()0(==+=i iter i iter s Q s Q denotes check nodes connected to variable node i.i C ⇒∏∈−−−××===iC j i i i iter ji i i i i iter s s s f r r s p k s Q ),,()1()|1()1(1231∏∈−−−−−−××=∝iC j iter i iter i iter i iter ji i i i b b b f r r s p k ),,()1()|1()1(1)1(2)1(31 (4) According to the JSCD algorithm, the last components of equations (1), (2), (3), and (4) areused to take account of the redundancy of Huffman coded sources.IV. SIMULATION RESULTSFig.2. BER performance of JSCD and SPA Fig.3. SER performance of JSCD and SPAIn this section, we present the simulation results of the JSCD algorithm provided in theprevious section. All simulations are performed with a BPSK modulation via the AWGN channel.The code rate is chosen to be and block length 2/1=c r 8000=n . The performance of theJSCD algorithm are evaluated with 08.0)(,02.0)(,9.0)(===c p b p a p and20.0)(,05.0)(,75.0)(===c p b p a p , respectively.From Fig.2 and Fig.3, we can see that the JSCD algorithm outperforms the SPA algorithm dueto exploiting the redundancy of the sources. Furthermore, when there is more redundancy in thesources, better performance of the JSCD algorithm can be achieved.V. CONCLUSIONSThe contributions in this work are: (1) we only take a small part of bits of informationsequence block to exploit the redundancy of Huffman coded sources, which can decrease thedecoding algorithm complexity significantly; and (2) we present a JSCD algorithm for LDPCcodes by modifying SPA to take account of the source redundancy.REFERENCE[1] Arnaud Guyader,Eric Fabre, “Joint source-channel turbo decoding of entropy-coded sources,”IEEE J. Select Areas Commun, vol. 19, pp.1680-1696, September, 2001.[2] Ksenija Lakovic and John Villasenor, “Combining Variable Length Codes and Turbo codes,”IEEE Vehicular Technology Conference, pp.1719-1723, 2002.[3] L. Guivarch, J.C. Carlach, and P. Siohan, “Joint source-channel soft decoding of Huffmancodes with turbo codes,” IEEE Data Compression Conference, DCC, pp.82-92, March 2000.[4] K. P. Subbalakshmi and Jacques Vaisey, “On the Joint Source-Channel Decoding ofVariable-Length Encoded Sources: The Additive-Markov Case,” IEEE Trans. Commun., vol51, pp.1420-pp.1425, September, 2003.[5] William E.Ryan, “An Introduction to LDPC Codes”, CRC Press, 2004.。

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