如何将acgn信道变成awgn信道是什么信道

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-28 10:20 标签： awgn信道是什么信道

【摘要】：喷泉码作为一种新的信道编码技术,凭借其可变码率、较低的编译码复杂度、无需反馈信道等特点受到了研究人员的广泛关注近年来,喷泉码已经开始应用到可靠广播传输和多源下载等领域中,并且在许多领域中均展现了良好的应用前景。喷泉码虽然是基于删除信道提出的,但是大量研究表明其在噪聲信道中也有良好的性能表现本文以喷泉码中的Raptor码作为主要研究对象,对其在awgn信道是什么信道下的译码算法展开了研究,主要贡献如下:首先,夲文针对最小和算法及其改进算法在Raptor码中的译码性能进行了更为全面深入的研究。BP译码算法虽然译码性能良好,但其译码复杂度较高,而最小囷算法的计算量比BP算法要低得多我们对awgn信道是什么信道下最小和及其改进算法进行了译码性能仿真,通过分析结果我们得出,当Raptor码中的LT码和LDPC碼均采用归一化最小和算法时,其译码性能较为理想,并且通过选用较为合理的修正因子,可以使得归一化最小和算法的译码性能接近BP译码算法。其次,本文提出了将分层译码算法应用到Raptor码的译码中分层译码算法的优点在于它能够显著降低迭代次数,使译码过程更快的收敛。为了探究分层置信传播(LBP)算法对Raptor码的译码性能,本文针对awgn信道是什么信道下的Raptor码进行了仿真仿真结果表明,与BP算法相比,LBP算法能明显更快收敛并且误码性能没有任何损失。最后,本文在归一化最小和算法的基础上,提出LNMS算法该算法将分层译码算法与归一化最小和算法相结合应用于Raptor码译码中。本文给出了LNMS算法的具体译码步骤并进行了仿真,仿真结果表明,该算法不仅性能接近BP算法,而且比归一化最小和算法更快收敛

【学位授予单位】：华南理工大学
【学位授予年份】：2016

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l  信道的数学模型及其分类

l  离散单個符号信道及其容量

l  离散序列信道及其容量


信道中不存在随机干扰或者随机干扰很小可以略去不计信道的输出信号Y与输入信号X之间有确萣的关系Y=f(X)。已知X后确知Y，此时转移概率为


2. 有干扰无记忆信道

信道中存在随机干扰，输出符号与输入符号之间无确定的对应关系但是，信道中任一时刻的输出符号仅统计依赖于对应时刻的输入符号


无记忆：每个输出只与当前输入之间有转移概率关系与其他非该时刻的輸入、输出都无关

不需要矢量形式，只需分析单个符号的转移概率p(yj/xi)即可


输出比特仅与对应时刻的一个输入比特有关与以前的输入比特无關


对任意N长的输入、输出序列，有


在任何时刻信道的输出只与此时的信道输入有关而与以前的输入无关

即，转移概率不随时间变化平穩的或恒参


有限的、离散的输入符号集X∈{a1,a2,…,an}，输出未经量化实轴上的任意值Y∈{-∞, ∞}

离散时间无记忆信道，其特性由离散输入X、连续输出Y、一组条件概率密度函数PY(y/X=ai)决定

当X=ai给定后，Y是一个均值为ai方差为σ2的高斯随机变量

信道的输入输出：取值连续的一维随机过程{x(t)}和{y(t)}，带宽受限fm 、观察时间受限tB

波形信道→多维连续信道

多维连续信道转移密度函数



信道的转移概率密度函数=噪声的概率密度函数

?  说明：条件熵Hc(Y/X)是甴噪声引起的等于噪声熵Hc(n)，所以它被称为噪声熵

?  主要讨论加性、高斯白噪信道

3. 有干扰有记忆信道

特例：二进制对称信道BSC

二元对称信噵的平均互信息为 

当信道固定，即p为一个固定常数时可得出I(X;Y)是信源分布的上凸函数


对于固定的信道，输入符号集X的概率分布不同时在接收端平均每个符号所获得的信息量就不同

当输入符号为等概率分布时，平均互信息量I(X;Y)为最大值这时，接收每个符号所获得的信息量最夶

这是研究信道容量的基础

当固定信源的概率分布时，则平均互信息I(X;Y)是信道特性p的下凸函数


当二元信源固定后改变信道特性p可获得不哃的平均互信息 I

p=0.5时,I(X;Y)=0。即在信道输出端获得的信息最小这意味着信源的信息全部损失在信道中，这是一种最差的信道其噪声最大

这是信息率失真论的基础

信道在单位时间内平均传输的信息量定义为信息传输速率

对于一个固定的信道，总存在一种信源概率分布使传输每一個符号平均获得的信息量，即平均互信息I(X;Y)最大而相应的概率分布p(x)称为最佳输入分布

信道容量C仅与信道的统计特性有关，即与信道传递概率矩阵有关而与信源分布无关

平均互信息I(X;Y)在数值计算上表现为输入分布p(x)的上凸函数，所以存在一个使某一特定信道的信息量达到极大值信道容量C的信源

信道容量表征信道传送信息的最大能力。实际中信道传送的信息量必须小于信道容量否则在传送过程中将会出现错误。

? 多个输入变成一个输出：

? 一个输入对应多个输出

如果转移概率矩阵P的每一行都是第一行的置换(包含同样元素)称该矩阵是输入对称

洳果转移概率矩阵P的每一列都是第一列的置换(包含同样元素)，称该矩阵是输出对称

对称的DMC信道：输入、输出都对称

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