基于DP-LDPC碼的JSCC系統(tǒng)連接矩陣優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、香農(nóng)的經(jīng)典分離定理已證明，信源和信道編碼分別達到最優(yōu)時，整個系統(tǒng)的性能仍能保持最優(yōu)。然而分離系統(tǒng)適用于碼長無限長的點對點傳輸系統(tǒng)，并不適用于實際的傳輸系統(tǒng)中，聯(lián)合信源信道編譯碼系統(tǒng)因為其良好的傳輸性能和低功耗的特點吸引了更多的關(guān)注。
　　目前存在很多聯(lián)合信源信道編譯碼系統(tǒng)的設(shè)計方案，其中低密度奇偶校驗碼（LDPC碼）由于其良好的逼近香農(nóng)限的特點且較低的譯碼復雜度，被引入到信源和信道的編譯碼聯(lián)合系統(tǒng)(JSCC)中，稱之為D-LDPC

2、的JSCC系統(tǒng)，為了更好的改進聯(lián)合系統(tǒng)的性能和降低譯碼復雜度，原模圖LDPC碼被引入到聯(lián)合信源信道編譯碼系統(tǒng)中，即DP-LDPC的JSCC系統(tǒng)，較之D-LDPC系統(tǒng)，DP-LDPC系統(tǒng)的誤碼率(BER)曲線有相對低的錯誤地板。然而研究發(fā)現(xiàn)基于DP-LDPC的聯(lián)合系統(tǒng)對信源的統(tǒng)計特性非常敏感，即當系統(tǒng)傳輸?shù)恼w碼率較高時，需要非常稀疏的信源才能實現(xiàn)可靠傳輸，但這在實際傳輸系統(tǒng)中，往往有極大的局限性。
　　DP-LDPC的JSCC系統(tǒng)

3、的BER性能主要有兩部分構(gòu)成，即瀑布區(qū)性能和錯誤地板區(qū)性能，一般而言，信源壓縮編碼主要影響錯誤地板區(qū)性能，信道編碼主要影響瀑布區(qū)性能;然而，鑒于聯(lián)合譯碼時，外信息在信源碼與信道碼間通過連接關(guān)系相互傳遞，對系統(tǒng)性能很是關(guān)鍵，且信源碼和信道碼都可以通過校驗矩陣來表示，因此可以通過優(yōu)化信源碼與信道碼之間的連接關(guān)系來改善DP-LDPC的JSCC系統(tǒng)的整體性能。本文將聯(lián)合譯碼的因子圖看作一個整體的聯(lián)合矩陣，主要有四個模塊陣構(gòu)成，分別為信源矩陣，信

4、道矩陣和兩個連接矩陣;其中，兩個連接矩陣表示的是因子圖中信源校驗節(jié)點到信道變量節(jié)點的連接關(guān)系，及信道校驗節(jié)點到信源變量節(jié)點的連接關(guān)系。在傳統(tǒng)的DP-LDPC的JSCC系統(tǒng)中，信道校驗節(jié)點到信源變量節(jié)點是沒有進行連接的，因此對應的連接矩陣是全零矩陣。
　　本文通過分別對兩個連接矩陣進行優(yōu)化設(shè)計，來提高系統(tǒng)的BER曲線瀑布區(qū)和地板區(qū)性能，并進一步將這種連接關(guān)系一般化為多邊連接來適應實際傳輸?shù)男枨?，通過修改的聯(lián)合原模圖外信息轉(zhuǎn)移(JPE