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基于有限状态机的容错QAC及自适应四维网格MAP译码

作　者: 梁惠华
导　师: 马丽红
学　校: 华南理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 类算术编码(QAC) 最大后验概率(MAP) 有限状态机(FSM) 网格自适应剪枝
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 5次
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内容摘要

算术编码是高效的熵编码,其递归区间划分处理造成系统对误码的高敏感性。提高算术编码的抗误码能力是容错熵编码的一大挑战。其中类算术编码(Quasi-Arithmetic Coding,QAC)是一种有限精度的算术编码,含少量冗余。本文重点研究QAC,包括:1) QAC的有限状态机(FSM)实现;2)引入禁用符号的容错QAC;3)基于网格的算术编码MAP译码。本文的主要成果如下:1、提出了一种新的有限状态QAC实现方法。常规QAC在FSM实现中存在无输出状态,本文通过合并哑转换和跟随转换,简化了FSM模型,使后续的译码处理可以按比特触发MAP译码;2、提出了一种有限状态机下的容错QAC。为了提高容错性能,在有限状态QAC的概率空间划分中引入禁用区间,实现容错QAC。实验结果表明,与常规的QAC相比,误码率下降了12.9%,冗余位数增加了0.201,同时扩散因子下降了13%,容错性能的提高代价是引入了冗余位流。3、提出了一种自适应剪枝的四维MAP网格。首先,为了在MAP判决中利用FSM的边信息,在网格模型中添加了状态转换数和FSM状态信息约束条件,使网格从二维变为四维;其次,由MAP度量推出阈值的计算公式,阈值可根据路径的估计序列自适应调整,用于译码时的路径生存状态比较,并提早删除不可能路径。实验结果表明,在信噪比为7.5dB的BSC信道下,与硬判决译码相比,误码率下降了17.5%,运行时间下降了70.3%,提高了抗误码性能,降低了时间复杂度。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 容错信源编码的意义  9
  1.2 容错变长码的研究现状  9-14
    1.2.1 自同步VLC 和纠错VLC  10-11
    1.2.2 带冗余符号熵编码  11-12
    1.2.3 序列译码的网格实现  12-14
  1.3 QAC 及其限制  14-16
  1.4 本文的工作  16-17
第二章带禁用符号的有限状态类算术编码  17-33
  2.1 类算术编码的基本原理  17-24
    2.1.1 二进制算术编码  17-20
    2.1.2 有限精度的二进制算术编码  20-24
  2.2 带禁用符号的有限状态类算术编码  24-28
    2.2.1 有限状态机表示  24-27
    2.2.2 引入禁用符号  27-28
  2.3 仿真结果和分析  28-32
    2.3.1 编码性能分析  29-31
    2.3.2 容错性能分析  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章基于四维网格和自适应剪枝的MAP 译码  33-45
  3.1 类算术编码的MAP 译码  33-37
    3.1.1 基于独立同分布信源的译码度量  34-35
    3.1.2 基于有限状态机的译码度量  35-37
  3.2 MAP 译码的网格实现  37-41
    3.2.1 四维网格表示  37-40
    3.2.2 自适应剪枝  40-41
  3.3 仿真结果及分析  41-44
    3.3.1 二维网格与四维网格的性能比较  42-43
    3.3.2 硬判决译码与MAP 译码的性能比较  43-44
  3.4 本章小结  44-45
结论  45-46
参考文献  46-50
硕士学位期间发表的学术论文  50-51
致谢  51-52
附件  52

基于有限状态机的容错QAC及自适应四维网格MAP译码

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