عنوان پایان‌نامه
بازسازی منابع باحافظه بااستفاده از دیکدینگ توام منبع-کانال
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1371;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36836;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1371
- تاریخ دفاع
- ۱۶ بهمن ۱۳۸۶
- استاد راهنما
- فرشاد لاهوتی
- دانشجو
- بهزاد اسدی
- چکیده
- قضیه معروف بهینگی طراحی مجزای کدینگ منبع و کانال شانون در شرایطی که قیدی روی پیچیدگی سیستم یا تأخیر وجود داشته باشد، برقرار نیست. این امر در شرایط عملی، منجربه توجه زیادی به سمت طراحی توأم کدینگ منبع و کانال شده است. استفاده از افزونگی باقیمانده در خروجی انکدر منبع در طی فرآیند دیکدینگ، برای رسیدن به عملکرد بهتر، یکی از روشهای کدینگ توأم منبع-کانال است. بخشی از این تحقیق به مسئل? استفاده از افزونگی باقیمانده در خروجی انکدر منبع در دیکدینگ منبع می پردازد. در این بخش یک دیکدر کارآمد مبتنی بر معیار MMSE با هدف حداقل کردن میانگین مربع خطا در بازسازی سیگنال ورودی به انکدرهای تفاضلی دارای کوانتایزر تطبیقی پیشنهاد می شود. برای استفاده از افزونگی باقیمانده در خروجی انکدر منبع در دیکدر پیشنهادی، دنبال? خروجی انکدر منبع توسط مدل مارکف مرتب? مدل شده است. پارامترهای مدل افزونگی، می تواند با استفاده از متوسط گیری روی یک پایگاه داده آموزشی در انکدر استخراج شود. اما چون ممکن است خصوصیات آماری سیگنال ورودی به انکدر با زمان تغییر کند، بنابراین یک روش برای به روز کردن تخمین پارامترهای مدل افزونگی در طی فرآیند دیکدینگ منبع پیشنهاد می شود. ساختار این روش به گونه ای است که تأخیری بر فرآیند دیکدینگ اعمال نمی کند. در نهایت هم نتایج شبیه سازی دیکدر طراحی شده و الگوریتم به روز کردن پارامترهای مدل افزونگی در طی فرآیند دیکدینگ، برای انکدر صحبت CVSD با توجه به کاربردش در استاندارد بلوتوث ارائه شده است. نتایج شبیه سازی ها و مقایسه های انجام شده، نشان دهند? کارآمدی روشهای پیشنهادی و همچنین تعیین کننده اثر پارامترهای مختلف طراحی بر روی کارایی دیکدر است. بخش دیگری از این تحقیق به مسئل? کدینگ توأم منبع-کانال توزیع شده نا متقارن برای دو منبع وابسته باینری می پردازد؛ به طوریکه یکی از منابع با استفاده از یک انکدر منبع مبتنی بر توربو کدها فشرده می شود و بر روی کانال نویزی ارسال می شود و منبع دیگر به عنوان اطلاعات جانبی در دیکدر موجود است. در این بخش فرض می شود که منابع وابسته دارای حافظه زمانی نیز هستند و یک دیکدر جدید برای استفاده از حافظه زمانی موجود در منابع توزیع شده علاوه بر وابستگی موجود در بین آنها پیشنهاد می شود. دیکدر پیشنهادی از ترکیب یک توربو دیکدر توأم منبع-کانال توزیع شده و یک دیکدر مبتنی بر معیار MAP تشکیل شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دهند? کارآمدی دیکدر پیشنهادی است
- Abstract
- When a constraint on delay or complexity of the system is considered, the well-known Shannon theorem on the optimality of source and channel coding separate design does not hold. Therefore, in practice, the joint design of source and channel coding has been subject to increasing research attention. Using the residual redundancy at the output of the source encoder during the decoding process is a class of joint source-channel coding techniques. Part of this research investigates the problem of using the residual redundancy during source decoding. In this part, an efficient minimum mean square error source decoder for the reconstruction of a signal, encoded using a differential source code with an adaptive quantizer is proposed. This decoder is designed to minimize the mean square error in the original signal of the considered encoders. The proposed decoder benefits from the residual redundancy in the output of the source encoder modeled by a ?-order Markov model. In general, the residual redundancy model parameters can be extracted by averaging on the encoder output of a training data set. But, due to the fact that source statistics may vary over time, therefore an algorithm is proposed for updating the estimate of the residual redundancy model parameters during the source decoding process. This method is devised in a framework which does not impose a delay on the decoding process. The proposed solutions are evaluated for the reconstruction of speech encoded with the continuously variable slope delta modulation (CVSD) codec due to its application in the Bluetooth standard. Detailed numerical results and comparisons are provided which demonstrate the effectiveness of the proposed solutions and also assess the effect of different design parameters on the performance. Another part of this research explores asymmetric distributed joint source-channel coding of two dependent binary sources where a source is compressed with a Turbo-based encoder and transmitted over a noisy channel and the other is available at the decoder as side information. We assume that the samples of the sources are dependent with each other (space dependency) and have memory over time. A new decoder is proposed, which benefits from the time memory as well as the space dependency between the sources. The proposed decoder is composed of the serial concatenation of a distributed joint source-channel Turbo decoder and a maximum a posteriori decoder. The results demonstrate the effectiveness of the proposed decoder.
