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基于Polar码的OFDM系统图像传输的应用研究

作　者: 郑芝芳
导　师: 赵生妹
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: Polar码信道极化比特信道图像传输正交频分复用编码正交频分复用
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 55次
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内容摘要

Polar码是2007年由Erdal Ar?kan基于信道极化的理论提出的一种新的信道编码方法。在理论上,它能够达到信道容量,并且有较低复杂度的编译码算法。本文研究Polar码在图像传输和OFDM系统中的应用。论文首先研究Polar码在图像传输中的应用。在Polar码理论和构造方法描述的基础上,讨论了Polar码的译码迭代次数、码长、码率以及系统输入信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)等因素对图像恢复的影响,并与等同条件下的低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code,LDPC)在图像传输中的性能进行比较。数值仿真结果表明:随着Polar码的译码迭代次数的增加、码长的增加、码率的减小,系统的性能更优异。如对于加性高斯白噪声(Additive White Gaussion Noise,AWGN)信道,当码长为2048,码率为0.25,迭代次数120时,信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)大于-1dB时,其峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)将大于40dB。在此基础上,论文进一步比较了相同图像传输系统中Polar码与LDPC码的性能,发现在码长较长,码率较小时,Polar码性能优于LDPC码。其次,论文研究了将Polar码应用于正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中图像传输。论文首先讨论了Polar码的译码迭代次数、码长、码率以及基带调制方式对编码正交频分复用COFDM(Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统性能的影响,并在相同条件下对分别采用LDPC码和Polar码作为编码方法对系统性能进行研究。仿真结果表明,随着Polar码的译码迭代次数的增加,码长的增加或者码率的减小系统的性能也相对变好。通过比较发现,在码长较长,码率较小时,Polar码性能优于LDPC码。当码长为2048和4096时,Polar码的误码率相比LDPC码性能更好。最后,将Polar码与LDPC码在COFDM系统中进行图像传输,得出在同等条件下,Polar码图像传输的误帧率要小于LDPC码,同时其PSNR值大于LDPC码,这就说明在COFDM系统中传输图像,Polar码的性能比LDPC码更好。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 Polar 码的发展  10-12
  1.3 论文主要内容  12-14
第二章 Polar 码理论  14-24
  2.1 信道极化理论  14-19
    2.1.1 信道组合  14-17
    2.1.2 信道分解  17-18
    2.1.3 信道极化定理  18-19
  2.2 Polar 码的编码  19-21
  2.3 Polar 码译码  21-23
    2.3.1 SC 译码算法  21-22
    2.3.2 BP 算法  22-23
    2.3.3 MP 算法  23
    2.3.4 LP 算法  23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 Polar 码在图像传输中的应用  24-43
  3.1 基于信道编码的图像传输系统  24-26
  3.2 Polar 码对图像传输的影响  26-35
    3.2.1 Polar 码译码迭代次数对图像传输的影响  27-32
    3.2.2 Polar 码码率对图像传输的影响  32-35
  3.3 Polar 码图像传输在瑞利信道中的性能仿真  35-38
  3.4 不同编码方法在图像传输中的应用  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章基于Polar 码的OFDM 系统图像传输应用  43-61
  4.1 OFDM 系统概述  43-44
  4.2 OFDM 系统中的信道编码技术  44-45
  4.3 Polar-COFDM 系统模型  45-46
  4.4 Polar-COFDM 系统性能  46-56
    4.4.1 Polar-COFDM 在AWGN 信道下的性能  47-51
    4.4.2 Polar-COFDM 在瑞利信道下的性能  51-53
    4.4.3 COFDM 在不同编码方式下的性能比较  53-56
  4.5 在Polar-COFDM 系统中传输图像的性能  56-60
  4.6 本章小结  60-61
第五章全文总结  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68

基于Polar码的OFDM系统图像传输的应用研究

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