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2020年,第五代移动通信(5G)的使用将开启物联网(Internet of Things,IoTs)的时代,人和人之间的通讯将被扩展至人和物以及物和物之间的数据传输与共享。为了真正的实现“万物互联”,降低连接芯片的制造成本,传输功耗以及传输时延,是未来第六代移动通信(6G)的重要工作。联合信源信道编码(Joint Source and Channel Coding,JSCC)技术将取代传统的分离设计方案,为IoT网络中的连接芯片设计提供核心的技术支撑。此外,通过优化整合系统中的成员要素为主要手段,构建系统的全局优化策略,实现低功耗、低成本、低时延(Low Energy,Low Cost and Low Delay)的绿色通信(Green Communications)方案。本文构建面向多元差分混沌键控调制(Differentialchaos shift keying,DCSK)调制下的非标准编码信道的基于双原模图低密度奇偶校验(Double protograph low-density parity-check,DP-LDPC)码的联合编码系统,利用外部信息转移(Extrinsic information transfer,EXIT)算法,对联合编码方案的成员要素进行全局优化,主要的创新点包括:(1)针对图像在JSCC系统的传输问题,提出了基于离散余弦变换(Discrete ConsineTransformation,DCT)和矢量量化的图像预处理方案。该预处理方案利用原码表示和“分帧-补零”方法降低传输帧的信源熵,从而解决了该JSCC系统对信源统计敏感性的问题。相比于传统的图像预处理方式,具有更高的传输效率以及更低的传输功耗。(2)针对JSCC系统在标准编码信道下的优化设计,提出了联合原模图的各个连接矩阵、信道矩阵以及联合矩阵的设计准则。首先,提出了联合原模图EXIT(Joint protograph EXIT,JPEXIT)算法用于分析联合编码矩阵在加性高斯白噪声(Additive white Gaussian noise,AWGN)信道下的译码门限。利用 JPEXIT 算法,确定了具有最佳译码门限的各个连接矩阵的设计准则。考虑到信源编码的冗余会对信道编码矩阵的设计产生影响,对双原模图LDPC(ODoubleprotographlow-density,DP-LDPC)系统的信道原模图进行了再设计。考虑到度为 2 的变量节点对信源原模图和信道原模图的设计都会产生重要的影响,提出了度为2的变量节点的分配准则,并以此为基础,提出了联合原模图的具体设计步骤。EXIT分析和仿真验证了连接矩阵的设计、信道编码矩阵的再设计以及联合原模图的设计,实现了 0.3dB～0.6dB的编码增益。(3)为了改善基于原模图LDPC码的混沌编码调制系统的性能,提出了原模图LDPC码在混沌系统下的设计准则。首先,考虑到多元DCSK系统的传输载波具有非周期、随机等特点,猜想在标准编码信道下最优的原模图LDPC码在具有迭代结构的多元DCSK系统中可能不再最优。依据此猜想,对不同删余位置的原模图LDPC码进行EXIT分析,得出新的设计准则以指导新的原模图LDPC码的设计。EXIT分析和误码率性能仿真表明了新的原模图LDPC码在多元DCSK系统中具有0.3dB～0.75dB的编码增益,并且不易出现错误地板。(4)针对JSCC系统在非标准编码信道下的优化设计,本文研究了 JSCC系统面向多元DCSK调制的设计准则并对JSCC系统进行分析。首先,多元DCSK调制被引入到基于DP-LDPC编码的JSCC系统,提出了具有全局迭代的JPEXIT算法用于分析译码门限值。通过比较信源冗余和混沌载波对改进的JSCC系统的影响,从而提出针对于DP-LDPC码在非标准编码信道下的设计准则。从全局的观点出发,设计了在衰落信道下,多组针对于不同信源统计特性的联合原模图。最后,通过性能仿真,确定了合适的全局迭代次数,以保证系统的低时延,发现全局迭代对于改进的联合原模图具有更好的编码增益。