免费论文：基于Polar码的分布式信源编码理论与方法研究

分布式信源编码具有广泛的应用场景，例如无线传感器网络、多视点视频编码、网络视频会议、生物安全以及高光谱图像压缩等。这些应用场景的特点是，编码器不能互相通信，并且计算能力有限，而译码器则具备进行复杂计算的能力。分布式信源编码能够将编码器的复杂度转移到译码器，使得多个相关信源独立编码、联合解码可以达到联合编解码的压缩效率，因此非常适用于上述场合。分布式信源编码的设计主要是基于分集的思想，从而与信道编码之间具有密切的联系。Polar码是由Arikan于2009年提出的一种信道编码，被证明能够达到离散对称无记忆信道的信道容量，而且编译码复杂度低。Polar码的码率调节灵活，这一点在分布式信源编码中体现出显著优势，具有良好的应用前景。本文结合polar码的特点，研究了基于polar码的分布式信源编码方法。论文的主要工作和创新之处在于：1. 提出信源相关性变化情况下的码率自适应分布式信源编码方法。首先设计基于polar码的分布式信源编码框架，然后考虑信源相关性可变的情况，提出码率自适应的分布式信源编码方法。该方法与基于LDPCA和turbo码的方法相比，不仅码率调节更加灵活，而且在信源相关性较差的情况下具有更好的压缩性能。2. 设计基于polar码的低复杂度码率自适应分布式信源编码方法，在降低译码复杂度的同时保持压缩率不变，并给出其理论码率计算公式。本文结合polar码的SC(Successive Cancellation）译码特点，设计低复杂度码率自适应方法，消除部分比特的重复译码问题，从而显著地降低了译码器的计算量。在理想情况下，本方法只需要一次SC译码，即可得到成功译码所需的最少比特数。而且，本文推导了所提方法的码率计算公式，计算结果与仿真结果一致，从理论上确定了低复杂度码率自适应分布式信源编码方法的码率下界。3. 将基于polar码的分布式信源编码从固定码率扩展到整个Slepian-Wolf码率域。对称式分布式信源编码能够达到Slepian-Wolf码率域的任何码率点，有利于对编码器的码率和功率进行综合优化。本文设计了基于polar码的对称式分布式编码算法，码率接近于Slepian-Wolf极限。另外，本方法对校验矩阵的结构没有特殊要求，从而保留了polar的码率调节特性，能够适用于码率自适应的对称式分布式信源编码应用场景。

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