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随着信息时代的高速发展,人们对于信息传输的可靠性要求越来越高,选取性能更为优异的信道编码方式,是信道编码领域亟待解决的问题。2009年,E.Arikan提出一种全新的信道编码方式,称为极化码。极化码是至今为止唯一一种能够达到香农容量极限的好码,并且具有较低的编译码复杂度,因此,广泛应用于纠错编码领域。极化码的核心在于信道极化,信道极化后各极化子信道的可靠度产生差异,根据子信道的差异来传输信息位和冻结位。尽管极化码的理论性能可以达到香农容限,但对于中短码长极化码,由于信道极化不完全,极化码串行抵消(SC,successive cancellation)译码算法性能损失严重,因此,需要更优的的译码算法。针对SC译码过程中存在的错误传播特性,本文提出改进串行抵消比特翻转(ISCBF,improved successive cancellation bit-flipping)译码算法,使用CRC校验和比特翻转对SC译码结果进行检错以及纠错。为了能够及时校正错误比特,更好抑制错误传播,所提算法在编码阶段对信息序列采取分段处理,每段加入CRC校验比特,在译码阶段每完成一段译码,进行CRC校验,对校验失败的码段进行比特翻转。并且,本文进一步给出均匀分段和自启发式分段两种策略,其中自启发式分段能够利用信道极化特性,从而获得更好的译码性能,相比SC译码算法,ISCBF算法可以获得约1.19dB信噪比增益。另一方面,随着通信速率和处理能力的增加,图像传输成为一种重要的通信形式,普遍存在于在实际生活中。信道极化使得各极化子信道的可靠度具有差异,采用可靠度高的信道传输信息比特,因此极化码本身具有不等错误保护(UEP,unequal error protection)特性,将这种特性应用至图像传输能够有效降低图像传输过程中的失真率。本文首先设计了针对原始图像UEP编码方案,将图像每个像素中的高位比特映射至可靠度高的子信道,低位比特映射至可靠度低的子信道。然后针对经嵌入式零树小波编码压缩后的码流比特重要性依次递减的特性,设计了针对压缩图像UEP编码方案,采用两种UEP映射方案,第一种基于码率分配,对压缩后码流进行码率适应分段,使用单调不减码率的极化码分别传输各段码流。第二种基于极化特性,对压缩后码流进行均匀分段,将前段码流映射到每帧码字的可靠性高的信道传输,后段码流映射至每帧码字的可靠性低的信道。仿真结果表明,在信噪比为2dB,针对原始图像,使用ISCBF译码算法时,相比非UEP方案,使用UEP方案能够获得7.51dB PSNR增益;针对压缩图像,相比非UEP方案,使用基于极化特性的UEP方案能够获得8.02dB PSNR增益,使用基于码率分配的UEP方案能够获得4.59dB PSNR增益;同时,相比SC译码算法,ISCBF算法可以分别获得约7.53dB、4.13dB和4.04dB PSNR增益。