编码技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇编码技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2基于网络编码的数据通信技术研究

网络编码在网络数据通信中具有十分明显的优势，其理论研究价值和应用前景都是不言而喻的。世界上一些高等学府和科研机构都展开了对网络编码的研究，并且在多个方面取得了不小的成果。

2.1网络协议结构

当前网络编码研究中涉及到的主要部分还是在网络层方面，特别是如何有效地将路由协议与网络编码有机结合，是基于网络编码的网络结构研究的重要方面。有一部分研究已经深入到网络编码如何有效结合协议结构中其他协议层，例如网络编码与MAC层协议或者与传送层TCP协议等等的结合问题。因为网络编码的特性与传统网络数据通信的方式有很大的区别，所以为了不更改已普遍应用的传统网络协议，将网络编码与其融合将会遇到各种各样新的问题，例如，它们之间的兼容性、网络编码对网络协议结构是否会产生不利的影响。这些问题都是后来研究者需要解决的问题，同时也为研究基于网络编码的网络协议结构提供了框架性借鉴，使得网络编码能够与传统的网络协议有机融合，提高网络通信性能。

2.2数据传送模型

网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。

2.3路由协议

基于网络编码的路由协议的优化设计能够有效提高网络数据的传递效率和性能，它是能够将网络编码应用到实际中的重要基础，而且将路由协议与网络编码进行更高层次的融合是十分重要的研究课题，可以为以后开发新的网络提供借鉴和指导。基于网络编码的路由协议研究主要有两个方面：独立路由协议和编码感知的路由协议，它们主要的不同点是路由协议产生的过程中能否主动编码，也就是说路由协议是否能够提高编码的利用效率。

2.4数据传输性能保障机制

实际应用中，网络环境复杂多变，数据传输的突然性和网络拓扑结构不稳定都可能导致数据传输出现不稳定的状况，例如造成数据丢失或者传输延迟等。所以基于网络编码的数据传输技术的开发应该结合实际的网络环境，研究出能确保数据正确传输的保障机制和编码策略，尤其需要尽可能减少数据传输的延迟时间和保证数据可靠传输。所以，基于网络编码的数据通信中，利用QoS保证机制是当前研究的重要课题之一。当前已研究出来几个解决方案，比如建立数据延迟时间的模型，从模型中找出延迟的解决方案；利用多速率编码器来分析各路中传输速率不同的数据，从而减小数据在编码器中的传输时间。

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1.1网络协议结构当前网络编码研究中涉及到的主要部分还是在网络层方面，特别是如何有效地将路由协议与网络编码有机结合，是基于网络编码的网络结构研究的重要方面。有一部分研究已经深入到网络编码如何有效结合协议结构中其他协议层，例如网络编码与MAC层协议或者与传送层TCP协议等等的结合问题。因为网络编码的特性与传统网络数据通信的方式有很大的区别，所以为了不更改已普遍应用的传统网络协议，将网络编码与其融合将会遇到各种各样新的问题，例如，它们之间的兼容性、网络编码对网络协议结构是否会产生不利的影响。这些问题都是后来研究者需要解决的问题，同时也为研究基于网络编码的网络协议结构提供了框架性借鉴，使得网络编码能够与传统的网络协议有机融合，提高网络通信性能。

1.2数据传送模型网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。

1.3路由协议基于网络编码的路由协议的优化设计能够有效提高网络数据的传递效率和性能，它是能够将网络编码应用到实际中的重要基础，而且将路由协议与网络编码进行更高层次的融合是十分重要的研究课题，可以为以后开发新的网络提供借鉴和指导。基于网络编码的路由协议研究主要有两个方面：独立路由协议和编码感知的路由协议，它们主要的不同点是路由协议产生的过程中能否主动编码，也就是说路由协议是否能够提高编码的利用效率。

1.4数据传输性能保障机制实际应用中，网络环境复杂多变，数据传输的突然性和网络拓扑结构不稳定都可能导致数据传输出现不稳定的状况，例如造成数据丢失或者传输延迟等。所以基于网络编码的数据传输技术的开发应该结合实际的网络环境，研究出能确保数据正确传输的保障机制和编码策略，尤其需要尽可能减少数据传输的延迟时间和保证数据可靠传输。所以，基于网络编码的数据通信中，利用QoS保证机制是当前研究的重要课题之一。当前已研究出来几个解决方案，比如建立数据延迟时间的模型，从模型中找出延迟的解决方案；利用多速率编码器来分析各路中传输速率不同的数据，从而减小数据在编码器中的传输时间。

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1 引言

目前最新的视频编码标准H.264/AVC[1]是由国际电信联盟(ITU-T)的视频编码专家组(VCEG)和国际标准化组织(ISO/IEC)的运动图像专家组(MPEG)建立的联合视频工作组(JVT)联合制定的。在H.264/AVC标准中，为了获得高视频质量和高压缩比，采用率失真优化 RDO (rate distortion optimization) 模型[2,3]选择帧内预测模式，但帧内预测模式选择算法的高计算复杂度是制约H.264/AVC实际应用的主要因素之一。帧内预测模式选择的改进算法研究，成为近年来国内外研究的热点。毕业论文，H.264/AVC。现有的帧内预测模式选择优化算法，大体可分为2类：1) 简化 RDO代价函数[4]；2)通过概率预测及阈值判断来减少候选模式[5-7]。其中第2类方法吸引了更多研究者的关注。然而这些方法在提高编码速度的同时，编码性能都有所下降。

本文对多种序列的帧内编码中各种预测模式所占比重进行统计，并基于统计结果提出了一种单向直接预测与多方向预测相结合的自适应算法。该算法对用于预测的参考像素进行相似度判断，在参考像素相似度高时，直接使用DC预测模式进行预测，除了能省略编码H.264/AVC中传统的9种预测模式所需要的比特，还节省了传统方法中需要进行的在9种模式之间进行择优的运算过程。从而，在提高编码性能的同时，减少了计算复杂度。

2 H.264/AVC帧内编码过程

H.264/AVC使用帧内预测编码技术以降低邻近宏块之间的空间相关性，它定义了9种4×4亮度块预测模式，4种16×16亮度块预测模式。编码端采用率失真优化模式判决方法选择最佳的帧内预测模式。本文主要针对H.264/AVC中4×4亮度块的帧内预测编码进行研究。4×4亮度的预模式除平均模式(模式2)以外，还有其它8种模式，它们具有不同的预测方向。图1显示了这8种模式的预测方向。

对于一个4×4块而言，它需要用1个或4个比特表示编码模式。在一个宏块中，共有16个4×4子块，共需要16到64个比特来表示编码模式。毕业论文，H.264/AVC。在低码率视频编码应用系统中，编码帧内预测模式所需的比特在总码流中占较大的比重。同时，遍历H.264/AVC所定义的全部预测模式，并用率失真优化函数在其中择优，需要较大的计算量。为了减少表示编码模式所需的码率，并提高编码速度，我们提出利用参考像素的相似度来决定是否直接进行平均模式的预测编码。

3 基于参考像素相似度检测的帧内预测编码

图2为4×4待预测子块及其参考像素，其中为待预测像素，为相邻块中的参考像素。从预测原理可知，当所有的参考像素都相同时，使用9种预测模式所得的预测值都相同。在这种情况下，使用这些模式进行预测所得到的残差也相同。当不完全相同但非常近似时，考虑到量化步骤会将比较相近的残差值量化为相同的值，我们也可以得出同样的结论。因此，在上述情况下，我们默认使用一种固定的预测模式进行预测，不但可以省略标识预测模式所需要的码流，还可以省略其余8种预测所进行的率失真决策计算量。

图1. 4×4亮度块的帧内预测模式图2.预测块及其参考像素

为了确定默认模式，我们选取多个CIF序列，对不同序列中各个预测模式的分布情况进行了统计分析，如表1所示。从表1可以得知，垂直、水平以及DC三种模式之和占所有预测模式的60%以上，其中DC模式占的比重最大。毕业论文，H.264/AVC。毕业论文，H.264/AVC。因此，为了适应参考像素比较相似的纹理特性，我们选择DC模式作为默认模式。

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一、引言

所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。视频压缩发展到现在己有几十年的历史。1948年，Oliver提出了第一个编码理论脉冲编码调制(PulseCodingModulation，简称PCM);同年，Shannon的经典论文“通信的数学原理”首次提出了信息率失真函数的概念;1959年，Shannon进一步确立了码率失真理论;而Berger在1971年所著的《信息率失真理论》一书则对率失真理论做了系统地论述和扩展;以上各项工作奠定了信息编码的理论基础。

二、AVS基本介绍

AVS是基于我国创新技术和部分公开技术的自主标准，技术方案简洁，芯片实现复杂度低，达到了第二代标准的最高水平；而且，AVS通过简洁的一站式许可政策，是开放式制订的国家、国际标准，易于推广；此外，AVS是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系，为数字音视频产业提供更全面的解决方案。综上所述，AVS可称第二代信源标准的上选。

图1AVS视频编码器框图

三、AVS主要技术

AVS采用的主要技术包括：8x8整数变换量化技术、帧内预测、半像素与1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等：

1.整数变换量化：AVS为了避开H.264的专利问题，选择了以往标准广泛采用的8×8变换，这样可以在16位处理器上无失配地实现。AVS采用的64级量化，可以完全适应不同的应用和业务对码率和质量的要求。目前AVS所采用的8x8变换与量化方案大大降低了芯片的实现难度。

2.帧内预测：AVS采用的帧内预测技术，是用相邻块的像素预测当前块，同时采用代表空间域纹理方向的多种预测模式。AVS亮度和色度帧内预测都是以8x8块为单位的。亮度块采用5种预测模式，色度块采用4种预测模式，而这4种模式中有3种和亮度块的预测模式相同。在编码质量相当的前提下，AVS采用较少的预测模式，使方案更加简洁、实现的复杂度大为降低。

3.帧间预测运动补偿：帧间运动补偿编码是混合编码技术框架中最重要的部分之一。AVS标准采用了16×16，16×8，8×16和8×84种用于运动补偿的宏块模式，去除了MPEG-4AVC/H.264标准中的8×4，4×8，4×4的块模式，这样可以更好地刻画物体运动，提高运动搜索的准确性。

4.半像素与1/4精度像素插值：AVS通过4抽头滤波器（-1，5，5，-1）得到半像素点，再通过4抽头滤波器（1，7，7，1）和均值滤波器得到1/4像素点，在不降低性能的情况下减少插值所需要的参考像素点，减小了数据存取带宽需求，这在高分辨率视频压缩应用中是非常有意义的。

5.预测模式：AVS的B帧双向预测使用了直接模式、对称模式和跳跃模式。使用对称模式时，码流只需要传送前向运动矢量，后向运动矢量可由前向运动矢量导出，从而节省后向运动矢量的编码开销；对于直接模式，前块的前、后向运动矢量都是由后向参考图像相应位置块的运动矢量按比例分配导出，因此也可以节省运动矢量的编码开销；跳跃模式的运动矢量导出方法和直接模式的相同，跳跃模式编码块都不编码运动补偿的残差，也不传送运动矢量，即该模式下宏块只需要传输模式信号则可。

6.二维熵编码：AVS熵编码采用自适应变长编码技术。在AVS熵编码过程中，定长码用来编码具有均匀分布的语法元素，指数哥伦布码用以编码可变概率分布的语法元素。采用指数哥伦布码的优势在于：一方面，它的硬件复杂度比较低，可以根据闭合公式解析码字，无需查表；另一方面，它可以根据编码元素的概率分布灵活确定k阶指数哥伦布码编码，如果k选得恰当，编码效率可以逼近信息熵。预测残差的块变换系数后，经扫描形成（level、run）对串，level、run不是独立事件，而存在很强的相关性，在AVS中level、run采用二维联合编码，并根据当前level、run的不同概率分布趋势，自适应改变指数哥伦布码的阶数。

四、总结与展望

目前AVS技术可实现标准清晰度、相当清晰度、低清晰度等不同格式视频的压缩，但针对此类应用的压缩效率还有待不断提高，这应当是AVS视频技术进一步发展的重点所在：着力AVS编解码的实际应用研究，优化AVS运动搜索算法，提高AVS解码速度，从而推动我国数字音视频标准AVS的推广和应用。

参考文献

1 陈亮 AVS先进编码技术研究 华中科技大学 2006

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(一)摘要：须客观地反映文章的重要内容，篇幅一般不超过200字。

(二)关键词：是反映文章最主要内容的术语词，每篇文章选3-8组为宜。

(三)作者简介：包括姓名(出生年)、性别、民族、籍贯、职称、研究方向、工作单位、地址、邮编、电话及电子信箱。

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(五)参考文献：指著者引文(正式出版物)所注的出处，文中用方括号按先后顺序标出，且置于行文的右上角，文献说明一律放在文末，即采用顺序编码制。外文参考文献按照国际通行的著录格式标注。其格式如下：

1.著作：[序号]主要责任者.文献题名[M].出版地：出版社，出版年.起止页码(任选).

[1]孙汉超.体育管理学教程[M].北京：人民体育出版社，1996.178-180.

2.译著：[序号]国名或地区(用圆括号)主要责任者.文献题名[M].译者.出版地：出版社，出版年.起止页码(任选).

[1]乔治·迪特曼.提高速度的秘诀[M].段金译.长沙：湖南文艺出版社，2002.151.

3.论文集：[序号]主要责任者.文献题名[C].出版地：出版社，出版年.起止页码(任选).

[1]辛希孟.信息技术与信息服务国际研讨会论文集：A集[C].北京：中国社会科学出版社，1994.

4.论文集中的析出文献：[序号]析出文献主要责任者.析出文献题名[A].原文献主要责任者(任选).原文献题名[C].出版地：出版社，出版年.析出文献起止页码.

[1]钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A].赵玮.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C].西安：西安电子科技大学出版社，1996.468-471.

5.期刊文章：[序号]主要责任者.文献题名[J].刊名，年，卷(期)：起止页码(任选).

[1]万晓红，欧阳柳青，杨梅，等.试论奥林匹克运动会的社会功能及人文价值[J].武汉体育学院学报，2003，37(3)：4-6.

6.报纸文章：[序号]主要责任者.文献题名[N].报纸名，出版日期(版次).

[1]孙浩.肥胖已成全球问题[N].健康报，2004-05-18(5).

7.电子文献：[序号]主要责任者.电子文献题名[EB/OL].文献出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期(任选).

[1]华栏，包建.心理养生——21世纪健康主题[EB/OL].http：//dzjk.com.2004-03-20.

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标题(居中，小二黑体)

作者姓名1，作者姓名2，作者姓名3(小四号宋)

作者单位，(邮政编码)(五号仿宋)

作者单位，(邮政编码)(五号仿宋)

作者单位，(邮政编码)(五号仿宋)

E-mail(小五，TimesNewRoman)

摘要：本文给出了一种„(五号，楷体)页边距：左右各：3.17cm，上下各：3.5cm；页眉：2.8cm，页脚3.0cm。关键词：(3-5个)

1.引言(四号，宋体，加粗)

近年来。。。(正文五号宋体，段首空两汉字字符，1.25倍行距)页边距：左右各：3.17cm，上下各：3.5cm；页眉：2.8cm，页脚：3.0cm。

2.系统介绍(同上)

2.1一级子标题(小四号，宋体，加粗)2.1.1二级子标题(五号，宋体，加粗)3.。。。。。。4.。。。。。。5.结论(同上)

本文给出了。。。

参考文献(五号，黑体)

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贰、WAVELET的历史起源

WAVELET源起於JosephFourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。

小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波规范正交基。其後1984年，法国地球物理学J.Morlet在分析地震波的局部性质时，发现传统的傅利叶转换，难以达到其要求，因此引进小波概念於信号分析中，对信号进行分解。随後理论物理学家A.Grossman对Morlet的这种信号根据一个确定函数的伸缩，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展开的可行性进行了研究，为小波分析的形成开了先河。

1986年，Y.Meyer建构出具有一定衰减性的光滑函数Ψj,k(x)，其二进制伸缩与平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}构成L2（R）的规范正交基。1987年，Mallat巧妙的将多分辨分析的思想引入到小波分析中，建构了小波函数的构造及信号按小波转换的分解及重构。1988年Daubechies建构了具有正交性（Orthonormal）及紧支集（CompactlySupported）；及只有在一有限区域中是非零的小波，如此，小波分析的系统理论得到了初步建立。

三、WAVELET影像压缩简介及基础理论介绍

一、WAVELET的压缩概念

WAVELET架在三个主要的基础理论之上，分别是阶层式边码(pyramidcoding)、滤波器组理论(filterbanktheory)、以及次旁带编码(subbandcoding)，可以说wavelettransform统合了此三项技术。小波转换能将各种交织在一起的不同频率组成的信号，分解成不相同频率的信号，因此能有效的应用於编码、解码、检测边缘、压缩数据，及将非线性问题线性化。良好的分析局部的时间区域与频率区域的信号，弥补傅利叶转换中的缺失，也因此小波转换被誉为数学显微镜WAVELET并不会保留所有的原始资料，而是选择性的保留了必要的部份，以便经由数学公式推算出其原始资料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始资料。至於影像中什度要保留，什麽要舍弃，端看能量的大小储存（跟波长与频率有关）。以较少的资料代替原来的资料，达到压缩资料的目的，这种经由取舍资料而达到压缩目地的作法，是近代数位影像编码技术的一项突破。即是WAVELET的概念引入编码技术中。

WAVELET转换在数位影像转换技术上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探测卫星和哈柏望远镜传输影像回地球，和医学上的光纤影像，早就开始用WAVELET的原理压缩/还原影像资料，而且有压缩率极佳与原影重现的效果。

以往lossless的编码法只着重压缩演算法的表现，将数位化的影像资料一丝不漏的送去压缩，所以还原回来的资料和原始资料分毫无差，但是此种压缩法的压缩率不佳。将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态，控制解码後影像的品质，选择适当的编码法，而且还在撷取图形资料时，先帮资料「减肥。如此才是WAVELET编码法主要的观念。

二、影像压缩过程

原始图形资料色彩模式转换DCT转换量化器编码器编码结束

三、编码的基本要素有三点

（一）一种压缩/还原的转换可表现在影像上的。

（二）其转换的系数是可以量化的。

（三）其量化的系数是可以用函数编码的。

四、现有WAVELET影像压缩工具主要的部份

（一）WaveletTransform（WAVELET转换）：将图形均衡的分割成任何大小，最少压缩二分之一。

（二）Filters（滤镜）：这部份包含WaveletTransform，和一些着名的压缩方法。

（三）Quantizers（量化器）：包含两种格式的量化，一种是平均量化，一种是内插量化，对编码的架构有一定的影响。

（四）EntropyCoding（熵编码器）：有两种格式，一种是使其减少，一种本论文由整理提供

为内插。

（五）ArithmeticCoder（数学公式）：这是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基础上。

（六）BitAllocation（资料分布）：这个过程是用整除法有效率的分配任何一种量化。

肆、WAVELET影像压缩未来的发展趋势

一、在其结构上加强完备性。

二、修改程式，使其可以处理不同模式比率的影像。

三、支援更多的色彩。可以处理RGB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定义都可以分别的处理。

四、加强运算的能力，使其可支援更多的影像格式。

五、使用WAVELET转换藉由消除高频率资料增加速率。

六、增加多种的WAVELET。如：离散、零元树等。

七、修改其数学编码器，使资料能在数学公式和电脑的位元之间转换。

八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的压缩。

九、增加8X8格的DCT模式，使其能重叠。

十、增加trelliscoding。

十一、增加零元树。

现今已有由中研院委托国内学术单位研究，也有不少的研究所的硕士。国外更是如火如荼的展开研究。相信实际应用於实务上的日子指日可待。

伍、影像压缩研究的方向

1.输入装置如何捕捉真实的影像而将其数位化。

2.如何将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态。

3.如何控制解码影像的品质。

4.如何选择适当的编码法。

5.人的视觉系统对影像的反应机制。

小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。

陆、在印刷输出的应用

WAVELET影像压缩格式尚未成熟的情况下，作为印刷输出还嫌太早。但是後续发展潜力无穷，尤其在网路出版方面，其利用价值更高，WAVELET的出现就犹如当时的JPEG出现，在影像的领域中掀起一股旋风，但是WAVELET却有JPEG没有的优点，JPEG乃是失真压缩，且解码後复原程度有限，能在网路应用，乃是由於电脑的解析度并不需要太高，就可辨识其图形。而印刷所需的解析度却需一定的程度。WAVELET虽然也是失真压缩，但是解码後却可以还原资料到几乎完整还原，如此的压缩才有存在的价值。

有一点必须要提出的就是，并不是只要资料还原就可以用在印刷上，还需要有解读其档案的RIP，才能用於数位印刷上。等到WAVELET的应用成熟，再发展其适用的RIP，又是一段时间以後的事了。

在网路出版上已经有浏览器可以外挂读取WAVELET档案的软体了，不过还是测试版，可是以後会在网路上大量使用，应该是未来的趋势。对於网路出版应该是一阵不小的冲击。图像压缩的好处是在於资料传输快速，减少网路的使用费用，增加企业的利润，由於传版的时间减少，也使印刷品在当地印刷的可能性增高，减少运费，减少开支，提高时效性，创造新的商机。

柒、结论

WAVELET的理论并不是相当完备，但是据现有的研究报告显现，到普及应用的阶段，还有一段距离。但小波分析在信号处理、影像处理、量子物理及非线性科学领域上，均有其应用价值。国内已有正式论文研究此一压缩模式。但有许多名词尚未有正式的翻译，各自有各自的翻译，故研究起来倍感辛苦。但相信不久即会有正式的定名出现。这也显示国内的研究速度，远落在外国的後面，国外已成立不少相关的网站，国内仅有少数的相关论文。如此一来国内要使这种压缩模式普及还有的等。正式使用於印刷业更是要相当时间。不过对於网路出版仍是有相当大的契机，国内仍是可以朝这一方面发展的。站在一个使用其成果的角度，印刷业界也许并不需要去了解其高深的数理理论。但是在运用上，为了要使用方便，和预估其发展趋势，影像压缩的基本概念却不能没有。本篇文章单纯的介绍其中的一种影像压缩模式，目的在为了使後进者有一参考的依据，也许在不久的将来此一模式会成为主流，到时才不会手足无措。

参考文献：

1.GeoffDavis，1997，WaveletImageCompressionConstructionKit，。

2.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（上），峰资讯股份有限公司。

3.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（下），峰资讯股份有限公司。

4.施威铭研究室，1994，PC影像处理技术（二）图档压缩续篇，旗标出版有限公司。

5.卢永成，民八十七年，使用小波转换及其在影像与视讯编码之应用，私立中原大学电机工程学系硕士学位论文。

6.江俊明，民八十六年，小波分析简介，私立淡江大学物理学系硕士论文。

7.曾泓瑜、陈曜州，民八十三年，最新数位讯号处理技术（语音、影像处理实务），全欣资讯图书。

附录：

嵌入式零元树小波转换、阶层式嵌入式零元树小波转换、阶层式影像传送及渐进式影像传送

目前网路最常用的静态影像压缩模式为JPEG格式或是GIF格式等。但是利用这些格式编码完成的影像，其资料量是不变的，其接受端必须完整地接受所有的资料量後才可以显示出编码端所传送的完整影像。这个现象最常发生在利用网路连结WWW网站时，我们常常都是先接收到文字後，其网页上的图形才，慢慢的一小部份一小部份显示出来，有时网路严重塞车，图形只显示一点点後就要再等非常久的时间才再有一点点显示出来，甚至可能断线了，使得使用者完全不知道在接收什麽图案的图形，无形中造成网路资源的浪费。此缺点之改善，可以使用嵌入式零元树小波转换(EZW)来完成。

阶层式影像传送系统的主要功能为允许不同规格之显示装置或解码器可以从同一编码器中获得符合其要求之讯号，如此不需要对於不同的解码器设计不同的编码器配合利用之，进而增加了其应用的范围，及减低了所架设系统的复杂度，也可以节省更多的设备费用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元树小波转换(EZW)技术来设计阶层式影像传送系统时，其编码的效果不是很好。主要的原因是，利用(EZW)技术所设计的编码器是根据影像的全解析度来加以编码的，这使得拥有不同解析度与码率要求的解码器，无法同时分享由编码器所送出来的位元流。虽然可以利用同时播放(Simulcast)技术来加以克服之，但是该技术对於同一影像以不同解析度独立编码时，将使得共同的低通次频带(LowpassSubband)被重复的编码与传送，而产生了相当高的累赘(Redundancy)。

基於上述情况，有人将嵌入式零元树小波转换(EZW)技术加以修改之，完成了一个新式的阶层式影像传送系统。该技术为阶层式嵌入的零元树小波转换(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet，简称LEZW技术。这个技术本论文由整理提供

使我们所设计出来的阶层式影像传送系统，可以在编码传送前预先指定图层数目、每层影像的解析度与码率。

LEZW技术是将EZW技术中的连续近似量化(SAQ)加以延伸应用之，而EZW传统的做法是将SAQ应用於全部的小波转换系数上。然而在LEZW技术中，从基层(BaseLayer)开始SAQ一次仅用於一个图层(Layer)的编码，直到最高阶析度的图层为止。当编码的那一图层码率利用完时，即表示该图层编码完毕可以再往下一图层编码之。为了改善LEZW的效率，在较低图层的SAQ结果应用於较高图层的SAQ过程中，基於这种编码的程序，LEZW演算法则可以在每一图层平均码率的限制下，重建出不同解析度的影像。因此，LEZW非常适合用於设计阶层式影像传送系统。

LEZW技术也可以应用於渐进式传送，对於一个渐进式影像传送系统而言，控制其解析度将可以改善重建影像的视觉品质。而常用的渐进式传送方法有使用向量量化器或零元树资料结构编码演算法则。但是向量量化器需要较大的记忆体及对与传送中的错误敏威，而利用EZW技术所设计的渐进式影像传送系统，可以改善这些缺点，所以享有较好的效能。但是它也有缺点就是，应用於渐进式传送时是根据全解析度来做编码及传送，因此在低码率的限制之下时，若用全解析度来显示影像将使得影像模糊不清。所以在低码率传送时的影像以较低的解析度来显示时，则可以使影像的清晰度有所改善。

所以将LEZW技术延伸至渐进式传送，在编码之前可以先设定每一级(Stage)的解析度与传送每一级所累加的码率(AccumulatedRate)，然後再编码与传送之。该系统在低码率时用低解析度来显示影像，在较高码率时则以高解析度来显示影像，将改善渐进式传送的视觉品质。此系统在编码传送的过程中，允许传送的位元流在任一点位置被中断停止，而接收端可以由所接收到的资料，将影像重建在资料中断时的解析度下。

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在科技迅猛发展的今天，代表交通行业先进生产力的高速公路监控系统采用将传统视频模拟信号经过抽样、量化和编码成二进制数字信号，然后进行各种功能的处理、传输、存贮和记录的数字视频技术的方式处理信息相对于传统的模拟方式来说具有较大的优势及较高的性价比。也就是实现了高速公路省域数字联网监控系统，但与此相关的如何在较窄的带宽上进行视频的可靠传输，又成为必须解决的问题。数字化的视频不经过压缩则占用的带宽太宽。

一、压缩编码技术的发展

视频压缩编码的理论基础是信息论。科技论文。压缩就是从时域、空域两方面去除冗余信息。压缩编码的目的就是要以尽量少的比特数表征图像，同时保持复原图像的质量，使它符合特定应用场合的要求。不同的图像编码技术的研究一直遵循着两条主线索不断的展开，一是对图像信源特性的不断认识:二是对人类视觉系统的不断认识。对两方面的不断深入研究，都推动着图像编码技术的进步。经过十多年的发展，图像编码技术经历了两代历程，即考虑图像信源统计特性的第一代图像编码技术和考虑人眼视觉特性及图像传递景物特征的第二代图像编码技术。

第一代图像编码技术以信息论和数字信号处理为理论基础，以Shannon的编码理论为指导的，充分利用了图像空域时域的相关性进行压缩编码，目的是去除图像信源数据中的相关性(数据冗余)。常见的有嫡编码、预测编码、变换编码和矢量编码等技术等已成为这类图像编码技术中的较成熟的经典技术。它们已被现行图像压缩编码标准所广泛采用。

第二代图像编码技术在利用人眼视觉特性及图像传递景物特征的基础上，结合了模式识别和计算机图像学的方法。它突破了信息论的框架，充分利用人的视觉心理特性和图像的各种特征对图像进行编码，可以获得很高的压缩比。近几年出现的小波变换和神经网络等新的编码方法已受到人们的高度关注。它们的最大特点就是引入了新的数学工具和理论，如小波理论、分形几何理论、神经网络理论和计算机视觉理论等。科技论文。新一代的图像编码技术主要有分形图像编码、基于神经网络(NN)的图像编码、模型编码和小波图像编码。

二、压缩编码的标准

国际上有很多图像压缩标准，目前比较流行的三类视频编码标准，主要用于会议电视的H.261/263标准，用于运动图像的M-JPEG标准和MPEG系列标准。其中MPEG是国际标准化组织ISO/IEC下的一个制定动态视频压缩编码标准，它为视频压缩编码技术的实用化作出了巨大贡献。MPEG又包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4三个正式国际标准。我们知道，衡量一种压缩技术的好坏的三个重要的指标如下:

1、压缩比要大。即压缩前后所需的信息存储量之比要大;

2、实现压缩的算法要简单，压缩、解压缩速度要快，尽可能做到实时压缩解:

3、恢复效果要好，要尽可能地恢复原始数据。

所以根据实际需求和应用才能准确衡量一个压缩技术的好坏。通过比较可以得出，适于高速公路远程图像监控的主要是MPEG系列。MPEG1主要应用于码率为1.2~2Mb/s的图像压缩，根据一些实践经验，其图像传输清晰度不能很好地满足高速公路图像传输的要求。而MPEG-2完全吸收了MPEG1所采用的压缩编码技术，同时性能加以扩展，涵盖了从常规图像到HDTV等非常宽范围内的视频压缩业务。主要应用于码率为4~20Mb/s的高清晰度图像编码，MPEG-2标准由于采用了帧内和帧间压缩方法，简单地讲是对每一幅图像，称之为帧，进行即用一定的算法对帧自身、以及相邻两帧之间的冗余部分进行去除。从而避免了将已有的信息再次传递给接收端，从而提高了压缩效率，降低了传输所需的网络带宽。另外采用MPEG-4压缩算法其实也是一个不错的选择，但是当前基于这种算法的都是软件的解决方案，没有适合的硬件压缩芯片，市场上暂时没有单机的图像传输编解码器，还有待进一步的发展完善。所以尽管对运动图像不断有新的压缩标准出现，但MPEG-2标准的优势在实用化方面己远远走在前面。综上可知目前MPEG-2图像压缩标准在图像质量和图像应用领域具有很大的优势。

三、视频编解码器

（一）视频编解码器结构

视频编解码器主要完成视频图像的编解码工作，用于实现为远端监控现场的视频图像的远程传输，并通过现有通信系统接口及通道对视频的编解码参数进行控制的设备。视频编码器为远端监控现场使用的视频压缩传输设备，视频解码器为监控中心使用的视频解压缩设备。科技论文。根据视频数字输出接口形式的不同，视频编解码器大致可以分为:NXEI接口和IP接口2种。

1、NXE1接口视频编解码器

这种视频编码器结构主要包括A/D转换模块、视频压缩模块、复用电路及多El反向复用电路。外部输入的模拟视频信号通过BNC接口接入A/D转换模块，将模拟视频信号转换成非压缩的视频数据。视频压缩模块将这些非压缩的视频数据，以M-JPEG或MPEG-2方式进行编码压缩，同时对语音信号进行编码。编码压缩后的数字图像信号、语音信号以及通过数据口接入的RS485控制信号和其他异步数据通过复用电路复用，然后再通过多E1反向复用电路复接到l-8个2M的E1接口上进行传输。

视频解码器结构主要包括D/A转换模块、视频解压缩模块和分接电路及多E1反向复用电路。对数据的处理过程为视频编码器的逆向处理。多E1反向复用电路从多个2M的E1接口上接收数据并进行分解，复原出数字图像信号、语音信号和数据，并以M-JPEG或MPEG-2的相应方式对数字图像信号进行解压缩，还原出模拟图像并输出。

采用多El传输方式可以充分利用己有SDH通信网的资源，灵活分配带宽，用户可根据网络资源和对图像的要求任意分配N个E1。一般情况下每路图像使用3-4个El即可，最多使用4个E1也就够了。由于El是SDH的标准接口，所以，在SDH通信体制下，使用简单、方便。

2、IP接口视频编解码器

IP接口视频编解码器在编码方式和内部结构上和NXEI接口视频编解码器基本相同，其差异主要是视频数据输入、输出接口。IP接口视频编解码器视频数据输入、输出接口采用10M以太网接口，满足TCP/IP协议。其最大视频带宽为8M，另外2M用于传输语音和数据。

(二)编、解码器之间互联

编、解码器之间互联既可通过E1接口，也可以通过10/100M以太网接口。这取决于通信系统所能提供的接口和所选用的编解码器的数字接口。互连方式一般采用编解码器一一对应的方式。在实际的应用过程中，数字图像所占用的带宽取决于对图像质量的要求。由于高速公路的图像主要是高速运行的汽车，为保证图像的连续性，防止拖尾和“马塞克”现象。数字图像所占用的带宽一般为6-8M.对采用NXEI接口编解码器，需要3-4个E1接口互连。对采用10M带宽的IP接口编解码器来说，1个IP接口只能传输一幅图像。

参考文献：

[1] 路林吉,吕新荣. 数字图像监控技术讲座 第一讲 概述[J]电子技术, 2001,(07) .

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中图分类号：TN915-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)19-0011-04

Research on Construction Algorithm of Network Coding

CHEN Hai-yong1, ZHU Shi-bing2, LI Chang-qing3

(1.Department of Postgraduate, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China;

2. Department of Training, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China;

3.Department of The Informational Equipment, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China)

Abstract： Network coding is an important breakthrough of the information transmission technology in communication network, whose main idea is using the intelligentized function of router and encoding the transmit information by the intermediate node of network to improve the efficiency of network transmission. An example about "papilionaceous net" is proposed to analyze the basic theory of network coding, the basic construction algorithm, advantages and shortages of network coding are summarized, and the further development direction of this algorithm is discussed.

Keywords： network coding; construction algorithm; multinomial time algorithm; random network coding

收稿日期：2011-04-11

0 引 言

在传统的通信网络及信息传输过程中，中间节点都只是完成简单的存储转发功能。2000年，R Ahlswede等人在IEEE Transactions on Information Theory上发表了论文《Network Information Flow》，第一次提出了“网络编码”这一概念，论文证明了在单信源组播网络中，使用网络编码可以达到信息传输的最大流界，并通过蝴蝶网络的例子说明传统路由无法实现最高的传输效率［1］。这篇文章是网络编码理论发展的开端。

网络编码是一种基于网络层的编码技术，核心思想就是尽量利用路由器的智能化功能，将传统的路由器中对数据包先接收再转发的处理模式提升到允许对接收到的数据包进行组合、编码等一系列的智能化处理，然后再转发出去［2］。

1 网络编码的基本原理

在研究网络编码的过程中，为了能够给大家一个直观的印象，能够更深入地了解网络编码的概念，下面将通过著名的“蝶形网络”进行分析。假定有一个(如图1所示)通信网络，它拥有单个信源和2个接收节点，假设每条链路都无时延和无差错，且信道容量为1，即单位时间内可以传输一个单位信息量(例如1 b)。图中，S是信源节点；Y和Z是信宿节点；T,U,W,X是中间节点。源节点S要同时向两个信宿节点Y和Z发送组播信息。根据图论的“最大流最小割”定理，该多播的最大理论传输容量为2，即理论上信宿Y和Z能够同时收到信源S发出的2个单位的信息，也就是说能同时收到b1和b2。

图1 “单信源二信宿”蝴蝶网络如果是传统的信息传输方式，如图1(a)所示，链路STTY和STTWWXXZ传送b1，链路SUUZ，和SUUWWXXY传送b2，信道容量为1的要求约束了链路WX，使得链路WX无法同时传输b1和b2。b1和b2传输到节点W时，若WX传输b1，则b2需要等待b1传输完毕才能传输，所以在单位时间内，信宿Y获得两个b1，信宿Z获得b1和b2，该方式不能够实现最大传输容量。如果应用网络编码的思想，则如图1(b)所示，令节点W为编码节点，b1和b2传输到节点W时，W对接收到的b1和b2进行编码，压缩传输信息流，从而，使得链路STTY和SUUZ分别给信宿Y和Z传输b1和b2，链路WXXY和WXXZ给信宿Y和Z传输b1b2，Y收到b1和b1b2后，通过译码操作b1(b1b2)就能解出b2，因此，信宿Y同时收到了b1和b2。同理，信宿Z也同时收到b1(通过译码操作b2(b1b2))和b2，由此，基于网络编码思想的传输方式能够实现理论上的最大传输容量。

在无环有向网络中，只要存在链路瓶颈，就可以利用网络编码来提高其信息传输吞吐量。因此，在利用网络编码思想时，应该寻找链路瓶颈，选择适宜的网络编码节点，应用相关的网络编码构造算法，从而实现理论上网络组播的最大传输容量。

2 网络编码构造算法

为了便于理解，在介绍网络编码构造算法之前，先给出以下两个定义：

定义1：全局编码向量

如图2所示，设X=［x1,x2…,xn］为信源S输出的n维信息流向量;Zj为第j条链路上传输的信息流向量;Zj为第j条链路上传输信息流中关于信源输出信息流向量的系数，则Zj=ξjXT，则ξTj称为第j条链路的全局编码向量。

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(一)摘要：须客观地反映文章的重要内容，篇幅一般不超过200字。

(二)关键词：是反映文章最主要内容的术语词，每篇文章选3-8组为宜。

(三)作者简介：包括姓名(出生年)、性别、民族、籍贯、职称、研究方向、工作单位、地址、邮编、电话及电子信箱。

(四)文章题目、作者单位、摘要及关键词均应译出英文，著者姓名标出汉语拼音。

(五)参考文献：指著者引文(正式出版物)所注的出处，文中用方括号按先后顺序标出，且置于行文的右上角，文献说明一律放在文末，即采用顺序编码制。外文参考文献按照国际通行的著录格式标注。 其格式如下：

1.著作：[序号] 主要责任者. 文献题名 [M]. 出版地：出版社， 出版年. 起止页码(任选).

[1]孙汉超.体育管理学教程[M]. 北京：人民体育出版社，1996. 178-180.

2.译著：[序号]国名或地区(用圆括号)主要责任者.文献题名[M].译者. 出版地： 出版社，出版年. 起止页码(任选).

[1]乔治·迪特曼.提高速度的秘诀[M].段金译.长沙:湖南文艺出版社,2002.151.

3.论文集：[序号] 主要责任者. 文献题名 [C]. 出版地：出版社， 出版年. 起止页码(任选).

[1]辛希孟. 信息技术与信息服务国际研讨会论文集：A集[C]. 北京： 中国社会科学出版社， 1994.

4.论文集中的析出文献：[序号]析出文献主要责任者. 析出文献题名 [A]. 原文献主要责任者(任选).原文献题名[C].出版地： 出版社， 出版年. 析出文献起止页码.

[1]钟文发. 非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A]. 赵玮. 运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C]. 西安：西安电子科技大学出版社，1996. 468-471.

5.期刊文章：[序号] 主要责任者. 文献题名 [J]. 刊名,年,卷(期): 起止页码(任选).

[1]万晓红，欧阳柳青，杨梅，等. 试论奥林匹克运动会的社会功能及人文价值[J]. 武汉体育学院学报， 2003， 37(3)： 4-6.

6.报纸文章:[序号] 主要责任者. 文献题名 [N].报纸名,出版日期(版次).

[1] 孙浩. 肥胖已成全球问题[N]. 健康报，2004-05-18(5).

7.电子文献:[序号] 主要责任者. 电子文献题名 [EB/OL].文献出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).

[1]华栏，包建. 心理养生——21世纪健康主题 [EB/OL]. dzjk.com. 2004-03-20.

参考文献类型标识 参考文献类型 专著 论文集 报纸文章 期刊文章 学位论

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文献类型标

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二、省(部)级以上立项的课题(项目)，请注明项目名称与编号，并附上复印件。

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标题(居中，小二黑体)

作者姓名1，作者姓名2，作者姓名3(小四号宋)

作者单位, (邮政编码)(五号仿宋)

作者单位, (邮政编码)(五号仿宋)

作者单位, (邮政编码)(五号仿宋)

E-mail(小五，Times New Roman)

摘 要：本文给出了一种„(五号，楷体)页边距: 左右各:3.17cm, 上下各:3.5cm;页眉：2.8cm, 页脚3.0cm。 关键词：(3-5个)

1. 引 言(四号，宋体，加粗)

近年来。。。(正文五号宋体，段首空两汉字字符，1.25倍行距)页边距: 左右各:3.17cm, 上下各:3.5cm;页眉：2.8cm, 页脚：3.0cm。

2. 系统介绍(同上)

2.1 一级子标题(小四号，宋体，加粗) 2.1.1 二级子标题(五号，宋体，加粗) 3. 。。。。。。 4. 。。。。。。 5. 结论(同上)

本文给出了。。。

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中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

低密度奇偶校验码（LDPC）是一种线性分组纠错码，当其采用迭代译码算法时，如和积（sum-product） 译码算法，具有逼近Shannon限的良好性能，其译码算法复杂度随码长呈线性增长，非常适合并行实现。正因如此，LDPC码受到了业界的广泛关注，已广泛应用于移动通信、光纤通信、卫星测控通信和数字视频等领域[1] [2]。

构造LDPC码时，其校验矩阵中的非零元素往往很少，正是由于校验矩阵具有这种稀疏的特性，因此出现了多种高效的译码算法，且纠错能力较强。LDPC译码采用的是消息传递（MP）算法，其基本算法有比特翻转（BF）算法和置信传播（BP）算法。BF算法只进行比特位的翻转等几种简单的运算，复杂度较低，因此硬件实现简单，但其性能相对较低，适用于硬件条件受限而性能要求较低的场合；而BP算法是将接收到的信息在变量节点和校验节点之间进行迭代运算，从而获得最大编码增益，因此具有很好的性能，同时复杂度也较高，广泛应用于对性能有较高要求的场合。

本文在介绍低密度校验编码的基础上，研究了置信传播（BP）算法、对数似然率（LLR-BP）算法、最小和（Min-sum）算法等三种译码算法，并对各种算法的复杂度、工程实现的难易度和优缺点进行分析，并对分析结果进行仿真验证。

1 低密度校验编码

LDPC编码的首要条件是构造一个符合条件的稀疏校验矩阵。根据校验矩阵结构不同，通常把LDPC码分为规则LDPC码和不规则LDPC码。规则LDPC码的校验矩阵每行每列的非零元素相同，而不规则LDPC码不受此规则限制。无论哪种，好的LDPC码，必须围绕无短环、无低码重码字、码间最小距离尽可能大的原则构造校验矩阵[3]。

传统的编码方法是将稀疏奇偶校验矩阵H经过高斯消元处理转换为生成矩阵G，再根据G来进行编码。如此的编码方法其生成矩阵的稀疏性难以保证，且会导致编码的运算和存储复杂性大大增加。对于线性编码来说，校验矩阵为H，编码后码字为c，则由校验等式性质H・c’=0，所以可以用校验矩阵直接编码，主要的编码方法有高斯消去的直接编码，LU分解编码，部分迭代编码算法等。本文仿真采用高斯消去的直接编码，将m・n校验矩阵H通过高斯消元和列变换改成如下形式H=[I|P]，I为m・m单位矩阵，P为m・（n-m）矩阵，编码后码字c写成c=[s|u]形式，u为输入码字，s为校验码字，由校验等式H・c’=0得，I・s’+P・u’=0，即s’=P・u’，则由c=[u s]可得编码后码字。

2 LDPC码译码算法

LDPC译码算法是以迭代运算为主，主要是基于二分图[6]结构的消息传递算法。二分图与校验矩阵H相对应，包含三种元素，方形节点、圆形节点及连接方形节点和圆形节点之间的边，对于M×N的校验矩阵H，方形节点Vc=（c0，c1，…，cM-1）称为校验节点，对应于校验矩阵中的列，圆形节点Vs=（s0，s1，…，sN-1）称为变量节点，对应于校验矩阵中的行。如果校验矩阵中的非零位于第i行第j列，则校验节点ci和变量节点sj之间存在一条边，如图1所示，为5×10的校验矩阵二分图表示。LDPC译码时各个节点的置信消息需要在变量节点和校验节点之间互相传递。

3 译码算法性能分析及计算机仿真

从第二节对三种译码算法的分析来看，LLR-BP译码算法虽然与BP算法接近，但是，由于其运算是在对数域进行，因此复杂度有所降低；而MIN_SUM算法则通过采用近似运算来降低复杂度，但是，近似运算导致了该算法性能会有所损耗。

3.1三种译码算法复杂度比较

文献[6]对概率域BP译码算法、LLR_BP译码算法和Min-sum译码算法的计算复杂度进行了对比，各种算法都是针对码率为1/2的（n，2p，p）规则LDPC码进行分析的。如表1所示。

由表1可以看出，在计算复杂度方面，BP算法最为复杂，LLR-BP算法次之，Min-sum算法计算量是最小的。

3.2三种译码算法性能比较

为了对BP算法、LLR_BP算法和MIN_SUM三种译码算法的性能进行分析，本文建立了BPSK系统仿真模型，如图2所示，并以此模型为基础，分析三种译码算法在仿真系统中的性能。

基于图2的系统仿真模型，对三种译码算法性能进行分析。信源部分随机生成，生成的数据u={u1，u2， …，uk}经基于删除信道的迭代算法进行LDPC编码，码长为512，码率为1/2，最大迭代次数为100，编码后得到的码字c={c1，c2， …，cn }进行BPSK调制，调制后将码字c映射成传输码字x={x1，x2， …，xn }。

若信噪比取值为SNR = （0：0.2：2），运行系统，可以绘制出采取三种不同译码算法解码后系统的误码率曲线。图3给出了在加性高斯白噪声信道下系统误码率图。

从图3可以看出，BP译码算法和LLR_BP译码算法误码率基本一致，最小和译码算法误码率相对较差。由此可以看出，三种算法中BP算法是基础算法，其译码复杂度最高，但具有最优的译码性能。LLR-BP算法是由BP算法简化而来，通过将原来的运算简化到对数域进行，从而降低了译码复杂度。就译码性能来说，LLR-BP算法最接近BP算法，从图中也可以看出，BP算法与LLR-BP算法的曲线几乎一致。Min-sum算法复杂度最低，与其它两种算法比较译码性能较差，但性能损失不大。所以Min-sum算法复杂度降低，易于硬件实现，实用性较强。因此在实际运用中，我们需要在性能和复杂度上进行整体考虑。

4 结语

低密度校验编码在高速数据传输中有着较好的应用，但是其采用不同译码算法所表现出的译码性能有着较大差异。为此，本文讨论了置信传播（BP）译码算法和在该译码算法基础上衍生的两种译码算法，对数似然率（LLR-BP）算法和最小和（Min-sum）算法；分析了三种译码算法的性能，并对分析结果进行了仿真验证。虽然LLR-BP算法译码性能与BP算法相当，但简化了算法，Min-sum算法虽然较BP和LLR-BP算法相比，损失了一定误码性能，但易于硬件实现，实用性较强。因此，在实际应用中，要根据系统性能要求和硬件条件等因素综合考虑，在译码性能和复杂度之间需要全面衡量，选择合适的LDPC码译码方法，开发相应的硬件产品。本文只是对LDPC码的基础译码算法进行了分析，对不同码长的选择，以及在不同的调制方式和通信环境下系统性能的比较分析未曾考虑，因此还需要进一步完善。

参考文献

[1]沈倩.LDPC码编译码技术研究及其在LTE―A系统中的应用[D].武汉理工大学硕士论文，2012.

[2]彭世章.LDPC编译码技术研究及其在遥测系统中的应用[D].杭州电子科技大学硕士论文，2011.

[3]袁东风，张海刚.LDPC码理论与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.