發(fā)布時間：2020-03-19 17:06

【摘要】：深空探測是將遠程捕獲的圖像傳遞到地面站用以了解未知的空間環(huán)境,所以圖像傳輸技術(shù)的高可靠性和高有效性就至關(guān)重要。脈沖位置調(diào)制(Pulse Position Modulation,PPM)抗干擾能力強、低密度奇偶校驗(Low Density Parity-Check,LDPC)碼性能逼近香農(nóng)限,由其組成的迭代譯碼解調(diào)系統(tǒng)可以在深空光通信系統(tǒng)中獲得較好的誤碼性能。而不等錯誤保護(Unequal Error Protection,UEP)方案可以有效地保護圖像信息中更重要的數(shù)據(jù),提高重構(gòu)圖像的質(zhì)量和深空通信的有效性。但是現(xiàn)有的UEP-LDPC方案都是基于高斯信道和非迭代解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的,將其用于PPM泊松信道中,性能無法達到最優(yōu),而基于泊松PPM信道設(shè)計的LDPC碼,卻又沒有考慮到LDPC碼的UEP特性。故本文將基于PPM與LDPC迭代解調(diào)系統(tǒng)的不等保護方案設(shè)計進行研究。本文分析了泊松信道的信道特性和PPM與LDPC的迭代解調(diào)系統(tǒng),研究了變量節(jié)點度與比特錯誤率之間的關(guān)系,并提出一種基于變量節(jié)點度分布優(yōu)化的UEP-LDPC碼設(shè)計方案,以最大化各保護級的平均變量節(jié)點度為優(yōu)化目標,同時為避免無效的度分布,設(shè)計了一系列的約束條件。使用迭代線性規(guī)劃分層優(yōu)化度分布,并且針對深空光通信的信道特性和PPM與LDPC碼迭代解調(diào)譯碼模型特性,分析度分布的收斂情況,用以約束度分布的選擇,避免優(yōu)化得到高閾值的度分布。仿真結(jié)果表明,該方案設(shè)計的兩級、三級UEP-LDPC碼性能優(yōu)于現(xiàn)有的基于高斯信道優(yōu)化的UEP-LDPC碼以及深空光通信中提出等保護LDPC碼。最后,本文將設(shè)計的UEP-LDPC碼應(yīng)用于深空圖像傳輸上,設(shè)計了兩種圖像傳輸?shù)腢EP方案。一種是基于圖像直傳的UEP方案,直接讀取圖像的數(shù)據(jù)做不等保護映射后,經(jīng)UEP-LDPC編碼后傳輸。另一種是基于小波壓縮的圖像傳輸UEP方案,對圖像數(shù)據(jù)進行三級小波分解、嵌入式零樹小波(Embedded Zerotree Wavelets,EZW)編碼、哈夫曼編碼后,再經(jīng)過UEP-LDPC碼編碼傳輸。仿真結(jié)果表明,兩種UEP傳輸方案恢復圖像質(zhì)量均優(yōu)于等保護方案恢復的。
【圖文】：

圖 3.4 PPM 解調(diào)器輸出似然信息的概率分布圖D 的外部 MI 經(jīng)過交織后傳送到 PPM 解調(diào)器，，作為解調(diào)器的先驗是理想交織，交織不會改變互信息的值，得到 PPM 輸入先驗互信1, ,2( ( ))dvA DEM i A VNDiI J iJ I 再對 LDPC 譯碼器進行分析，分析 LDPC 譯碼器內(nèi) VND 與 CN PPM 解調(diào)器與 LDPC 譯碼器間的信息迭代。變量節(jié)點而言，VND 接收了 CND 的外部 MI 作為先驗 MI，并 解調(diào)器的外部 MI 作為信道信息，故 VND 的 EXIT 函數(shù)[30]：av ecI I 1 2 1 2,2( 1)[ ( )] [ ( )]dvev i av E DEMiI J i J I J I

背景光 0.2bn ，LDPC 譯碼方法采用 BP 算法，PPM 解MAP 算法。內(nèi)碼循環(huán)次數(shù)設(shè)置為 5 次，外碼循環(huán)次數(shù)設(shè)置為，以下仿真圖中橫坐標信噪比 10lg( ( ))s sSNR n MT。給出保護級 Nc 2，碼率 R 0.5、校驗節(jié)點度均為 6 時，不maxv 情況下得到度分布，如表 3.1 所示。表 3.1 不同maxdv 下的兩級 UEP-LDPC 碼度分布情況信息比特 C1校驗比特 C2λ10=0.16, λ3=0.452 λ3=0.164, λ2=0.224λ20=0.14, λ3=0.479 λ3=0.143, λ2=0.238λ30=0.14, λ3=0.486 λ3=0.122, λ2=0.252.5 所示為不同碼長情況下，兩級 UEP-LDPC 碼的誤碼性能圖。
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1;TN911.22

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本文編號：2590460