CN117014107A - 基于Markov信源的联合信源信道编码方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法及***，方法包括：在发射端：采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列；根据所述比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；在接收端：接收由AWGN信道传输的根据所述调制信号生成的信道信号，并对所述信道信号进行解调，得到解调信号；采用信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码结构对解调信号进行译码，以恢复出信源数据。本发明有效利用了Markov信源的自然冗余与经压缩后的残留冗余信息（记忆性与不均匀分布），实现对信源信息的可靠与高效传输。

Description

基于Markov信源的联合信源信道编码方法及***

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法及***。

背景技术

在现代多媒体通信中，传输的信源数据包含了大量以记忆性和不均匀分布形式存在的自然冗余，且该信源数据可由Markov序列进行建模。通常情况下，由于现代通信对于时延、成本、复杂度等资源的限制，即便使用性能强大的信源码进行压缩，信源编码始终会残留一些信源冗余信息。然而，通过联合信源信道编码(Joint Source Channel Coding，JSCC)，可以将这部分冗余信息为接收端所利用，从而进一步抵抗信道噪声影响，改善***整体性能。在一些基于记忆性信源的JSCC方案中，通常是构建关于信源记忆结构与编码结构的超级网格，再对BCJR算法进行修改使其包含信源的记忆性，从而在网格图上执行最大后验概率(Maximum A Posteriori, MAP)译码。例如，Yaguchi, R等人在“Second OrderAnalysis for Joint Source-Channel Coding with General Channel and MarkovianSource” [Communications, IEEETransactions on, 2019, 65(7): 750-770]文章中介绍了基于网格图的一种对Markov信源的译码算法。但是，上述JSCC***的信源编码是基于可变长编码(Variable Length Coding，VLC)，可能会导致信源压缩序列的长度与线性块信道编码之间不匹配，这不仅增加了***的复杂性，而且会给解码序列带来了灾难性的影响。

相较于不定长编码，定长编码不存在错误传播，且对噪声信道具有更好的鲁棒性能。Fresia等人在“Joint Source and Channel Coding”[Communications, IEEE SignalProcessing Magazine, 2010, 27(6): 104-113]文章中创新性地提出一种通过利用两个定长的LDPC码，分别用于信源压缩和信道纠错的JSCC***。为了进一步提升***性能，降低***复杂度，通过引入原模图LDPC(Protograph LDPC, P-LDPC)码，王琳等人在“A JointSource and Channel Coding Scheme Base on Simple Protograph Structured Codes”[Communications and Information Technologies, IEEE, 2012, 65-69]文章中提出了基于双原模图LDPC(Double P-LDPC, DP-LDPC)码的JSCC***。然而，大多数对于该JSCC***的研究是以具有高度不均匀分布特性的伯努利信源这类无记忆信源作为传输信源。例如，王琳等人在“The Sensitivity of Joint Source-Channel Coding Based on DoubleProtograph LDPC Codes to Source Statistics” [International Symposium onMedical Information and Communication Technology, IEEE, 2015, 213–217]文章中研究发现了该JSCC***性能对信源的统计特性非常敏感。针对该问题，陈辰等人在“Matching Criterion Between Source Statistics and Source Coding Rate”[Communications Letters, IEEE, 2015, 19(9):1504-1507]文章中提出了适用于该***的信源码原模图外信息转移(PEXIT)算法，用以计算信源解码阈值，从而有助于预测并降低***因信源码码率和信源统计概率产生的错误地板。并且，陈辰等人在“The Design ofProtograph LDPC Codes as Source Codes in a JSCC System”[CommunicationsLetters, IEEE, 2018, PP(99):1-1]文章中针对信源P-LDPC码进行了再设计与优化，有效降低了***的错误地板。

实际情况中，信源的冗余信息不仅是不均匀分布，而且还以记忆性的形式存在。虽然王琳等人在“The Sensitivity of Joint Source-Channel Coding Based on DoubleProtograph LDPC Codes to Source Statistics”[International Symposium onMedical Information and Communication Technology, IEEE, 2015, 213–217]文章中研究了隐Markov信源对DP-LDPC码的JSCC***性能的影响，以表明信源熵值的重要性，但是再联合译码过程中并没有利用信源的时间相关性，这会导致该***性能的损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法及***，以改善上述问题。

本发明实施例提供了一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其包括：

在发射端：

采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列；

根据所述比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；

在接收端：

接收由AWGN信道传输的根据所述调制信号生成的信道信号，并对所述信道信号进行解调，得到解调信号；

采用信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码结构对解调信号进行译码，以恢复出信源数据；其中，通过在信源译码器部分级联上一个的BCJR译码器，形成所述多模块联合迭代译码结构，每次迭代译码的具体步骤包括：

第一步为获取由校验节点向变量节点传递的似然信息：

其中，表示根据tanh rule定理计算第c个校验方程成立的对数似然比，且c = 1,2…l，并令/>,/>；l为校验节点数量；

第二步为获取由变量节点向校验节点与BCJR译码器传递的似然信息：

其中，v = 1,2…n，并令,/>；n为变量节点数量；

同时，获取BCJR译码器向变量节点传递的输出外信息；其中，BCJR译码器中每个信源比特的输出对数似然比进行“前向-后向”递推：

对于前向递推：考虑当前信源比特受到前一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j=2,3…n;表示从比特i到比特f的转移概率，且Pr表示概率，即/>表示从0到0的转移概率，/>表示从0到1的转移概率，/>表示从1到0的转移概率，/>表示从1到1的转移概率；

对于后向递推：考虑当前信源比特受到后一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n-1;

根据所述输出外信息得到信源BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n;

最后一步则根据公式，v= 1,2…n计算信源变量节点的后验概率信息，进而根据后验概率信息估计译码得到的信源比特，以恢复出信源数据/>：

每次迭代译码重复以上过程，最终在迭代次数k达到所设置的最大值时，停止译码；

其中，表示信源LDPC码中第v个变量节点传给第c个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第c个变量节点传给第v个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第v个变量节点传给BCJR译码器的先验信息；

表示BCJR译码器传给信源LDPC码中第v个变量节点的外信息；

表示信源LDPC码中的校验节点传给信道LDPC码中第v个变量节点的似然信息；

表示信道LDPC码中第v个变量节点传给信源LDPC码中第c个变量节点的似然信息，k表示迭代次数。

优选地，采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列，具体包括：

产生平稳遍历二进制的一阶Markov信源数据s；其中，Markov信源的时间相关性由状态转移矩阵表述，具体为：

其中，等于/>，/>等于/>；

Markov信源的平稳分布记为()，其中/>；根据平稳假设，得：

为比特序列中比特为1的概率，/>为比特序列中比特为0的概率；

基于信源码基础矩阵与所述Markov信源数据s，获得信源压缩后的压缩序列；

基于信道码基础矩阵与所述压缩序列，获得信道编码后的比特序列。

优选地，基于信源码基础矩阵与起初传输的信源序列s，获得信源压缩后的压缩序列具体为：

其中，b为压缩序列，为信源原模图LDPC码的校验矩阵，通过对信源码基础矩阵进行复制获得。

优选地，基于信道码基础矩阵与所述压缩序列，获得信道编码后的比特序列具体为：

其中,e为比特序列，为生成矩阵/>的转置矩阵，由信道原模图LDPC码的校验矩阵/>转换生成，满足/>。

优选地，还包括：

增加信源码基础矩阵第一列或最后一列的列重。

优选地，所述信源译码器、BCJR译码器与信道译码器并行运行。

本发明实施例还提供了一种基于Markov信源的联合信源信道编码***，其特征在于，包括发射端和接收端；

所述发射端包括：

编码模块，用于采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列；

调制模块，用于根据所述比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；

所述接收端包括：

解调模块，用于接收由AWGN信道传输的根据所述调制信号生成的信道信号，并对所述信道信号进行解调，得到解调信号；

联合译码模块，用于采用信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码结构对解调信号进行译码，以恢复出信源数据；其中，在信源译码器部分级联上一个的BCJR译码器，形成所述多模块联合迭代译码结构，每次迭代译码的具体步骤包括：

第一步为获取由校验节点向变量节点传递的似然信息：

其中，表示根据tanh rule定理计算第c个校验方程成立的对数似然比，且c = 1,2…l，并令/>,/>；

第二步为获取由变量节点向校验节点与BCJR译码器传递的似然信息：

其中，v = 1,2…n，并令,/>；

同时，获取BCJR译码器向变量节点传递的输出外信息；其中，BCJR译码器中每个信源比特的输出对数似然比进行“前向-后向”递推：

对于前向递推：考虑当前信源比特受到前一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 2,3…n;表示从比特i到比特f的转移概率，且Pr表示概率；

对于后向递推：考虑当前信源比特受到后一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n-1;

根据所述输出外信息得到信源BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n;

最后一步则根据公式，v = 1,2…n计算信源变量节点的后验概率信息，进而根据后验概率信息估计译码得到的信源比特，以恢复出信源数据/>：

每次迭代译码重复以上过程，最终在迭代次数k达到所设置的最大值时，停止译码；

其中，表示信源LDPC码中第v个变量节点传给第c个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第c个变量节点传给第v个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第v个变量节点传给BCJR译码器的先验信息；

表示BCJR译码器传给信源LDPC码中第v个变量节点的外信息；

表示信源LDPC码中的校验节点传给信道LDPC码中第v个变量节点的似然信息；

表示信道LDPC码中第v个变量节点传给信源LDPC码中第c个变量节点的似然信息，k表示迭代次数。

本发明实施例将在基于DP-LDPC码的JSCC***的译码端利用Markov信源的记忆结构，提出了信源译码器、BCJR译码器与信道译码器之间的多模块联合迭代译码框架，从而改善***的误码性能。并且进一步针对Markov信源的时间相关性对信源码进行优化设计，进而提升***的错误地板区性能，实现对记忆性信源数据高可靠与高效的传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法的流程示意图。

图2为本发明第一实施例提供的基于Markov信源的联合信源信道编码***的通信示意图。

图3为对应于该JSCC***联合译码器的稀疏Tanner图。

图4为基于DP-LDPC码的JSCC在Markov信源与伯努利信源下的BER仿真对比曲线。

图5为R4JA码与优化后的R4JA码在该***中的BER仿真曲线图。

图6为非预编码与优化后的非预编码在该***中的BER仿真曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1及图2，本发明实施例提供了一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其包括如下步骤：

在发射端100：

S101，采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列。

具体地，首先在发射端100产生平稳遍历二进制的一阶Markov信源序列s，并且Markov信源序列s的时间相关性可由状态转移矩阵表述，具体为：

其中为转移概率，并且/>。

另外，Markov信源的平稳分布可记为()，其中/>。根据平稳假设，可得：

。

然后，基于信源码基础矩阵与起初传输的信源序列s，获得信源压缩后的序列b。

具体为：

其中为信源原模图LDPC码的校验矩阵，通过对信源码基础矩阵/>进行复制获得。

最后，基于信道码基础矩阵与所述压缩序列，获得信道编码后的比特序列。

具体为：

;

其中,e为比特序列，为生成矩阵/>的转置矩阵，由信道原模图LDPC码的校验矩阵/>转换生成，满足/>。

S102，根据所述比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输。

在接收端200：

S201，接收由AWGN信道传输的根据所述调制信号生成的信道信号，并对所述信道信号进行解调，得到解调信号。

其中，对于调制信号变量X()，经过AWGN信道后的信道信号可以表示为。其中，/>为调制信号的缩放系数，Z为均值为0的高斯白噪声。

S202，采用信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码结构对解调信号进行译码，以恢复出信源数据。

其中，本实施例通过在信源译码器部分级联上一个的BCJR译码器，形成所述多模块联合迭代译码结构。

具体地，为了利用Markov信源的记忆结构来改善***性能，本实施例在接收端设计了信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码方式。如图3所示，图3描述了两个稀疏的Tanner图构成了基于Markov信源的JSCC***的联合译码器，虽然三个译码器是以串行级联的形式，但实际上三者是并行运行的。

为了方便描述译码算法，本实施例定义了如下变量符号(用上标k表示表示译码过程的第k次迭代)

表示信源LDPC码中第v个变量节点传给第c个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第c个变量节点传给第v个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第v个变量节点传给BCJR译码器的先验信息；

表示BCJR译码器传给信源LDPC码中第v个变量节点的外信息；

表示信源LDPC码中的校验节点传给信道LDPC码中第v个变量节点的似然信息；

表示信道LDPC码中第v个变量节点传给信源LDPC码中第c个变量节点的似然信息，k表示迭代次数。

在本实施例中，信源译码器与信道译码器在迭代译码过程中遵循标准的(BeliefPropagation)BP译码算法，信源译码器与信源BCJR译码器在迭代译码过程中遵循修正版本的BCJR算法。由于本实施例所使用的信道译码器与Fresia等人在“Joint Source andChannel Coding”[Communications, IEEE Signal Processing Magazine, 2010, 27(6):104-113]文章中所使用信道译码器一致，故本实施例主要描述信源译码器与信源BCJR译码器之间的译码流程。具体地：

首先，获取由校验节点向变量节点传递的似然信息：

其中，表示根据tanh rule定理计算第c个校验方程成立的对数似然比，且c = 1,2…l，并令/>,/>。

其次，获取由变量节点向校验节点与BCJR译码器传递的似然信息：

其中，v = 1,2…n，并令,/>。

同时，获取BCJR译码器向变量节点传递的输出外信息。

由于信源BCJR译码器是直接与信源译码器级联，不需要考虑标准BCJR算法中的信道传输项，故需结合输入的先验信息项与Markov信源时间相关性有关的似然信息，对L. R.Bahl等人在“Optimal Decoding Of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate”[Communications, IEEE Transactions on, 2003, 20(2):284-287]文章中所提出的BCJR算法进行修正，即对BCJR译码器中每个信源比特的输出对数似然比进行“前向-后向”递推：

(1) 前向递推：考虑当前信源比特受到前一时刻比特的影响，则此时信源BCJR码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 2,3…n，表示从i到f的转移概率，且/>Pr表示概率；

(2) 后向递推：考虑当前信源比特受到后一时刻比特的影响，则此时信源BCJR码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n-1。

结合(1)与(2)，得到信源BCJR码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n。

最后，在迭代次数k达到所设置的最大值时，联合译码停止，并根据公式，v = 1,2…n计算信源变量节点的后验概率信息；接着以此估计译码恢复得到信源数据如下:

为了便于对本发明的理解，下面以一些仿真来说明本发明实施例的应用。

如图4所示，给出了基于DP-LDPC码的JSCC***在Markov（马尔科夫）信源（即本实施例）与伯努利信源下的BER仿真对比曲线，可以发现，在不同的平稳分布概率p下，该JSCC***利用时间相关性可以获得明显的性能增益。并且随着平稳分布概率p的增加，***的性能增益越明显。例如，当p=0.02时，基于Markov信源的***在BER=相较于伯努利信源，获得大约0.2dB的性能增益；当p=0.04时，基于Markov信源的***在BER=/>相较于伯努利信源，获得大约0.5dB的性能增益。另外，在地板区的性能增益相较于瀑布区的增益也更为明显。

下面对本发明的一些优选实施例做更进一步的描述。

优选地，还包括：

增加信源码基础矩阵第一列或最后一列的列重。

为了进一步利用信源的时间相关性，考虑增加信源码基础矩阵的列重从而增加信源译码器传入信源BCJR译码器的先验信息，进而提高信源BCJR译码器中每个信源比特输出外信息的准确性。然而，根据修正后的BCJR算法可知，第一个信源比特与最后一个信源比特分别只能收到第二个比特和前一个比特的似然信息，而其他的信源比特能却收到前后双向的似然信息。针对这一问题，本实施例得出了一种对信源码的优化方式：在保持总体复杂度不变的情况下，仅增加信源码基础矩阵第一列或最后一列的列重。

为方便对本实施例的理解，下面以两个具体的实施方式进行说明。首先，以常用于信源编码的R4JA码为例，对码率为1/2、1/3和1/4的R4JA码都采用增加最后一列列重的优化方式，R4JA码基础矩阵与优化后的基础矩阵如下：

其次，为了表明本实施例具有一定的普适性，再以常规的非预编码——Non-precoded码为例。由于Non-precoded码还是码率兼容码，故对其增加第一列列重的优化方式更为方便，则码率为1/2、1/3和1/4的Non-precoded码基础矩阵与优化后的基础矩阵如下：

接下来，利用修正的信源码PEXIT算法分别计算每个码型的信源解码阈值。表1给出了R4JA码与Non-precoded码优化前后的信源解码阈值的对比，可以发现，在不同的码率下，优化码型的信源解码阈值都高于原先。这表明优化的信源码可以压缩更大范围的信源熵值，此时***的鲁棒性能更好。为了充分对比信源码对***错误地板的影响，图5和图6分别给出了在不同码率下两种优化信源码与原先的BER仿真性能。以“p=0.02，R=1/4”为例，采用码与R4JA码作为信源码的***，分别在BER=/>与BER=/>处出现错误地板；采用/>码与Non-precoded码作为信源码的***，分别在BER=/>与BER=处出现错误地板。可见，采用/>码//>码的JSCC***错误地板性能优于采用RAJA码/Non-precoded码的***。观察R=1/3与R=1/2的仿真结果，也可以得到类似的结论。因此，与信源码PEXIT分析的结果一致，优化信源码的压缩能力更强，且能使JSCC***获得更低的错误地板。

表1

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

Claims (7)

1.一种基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其特征在于，包括：

在发射端：

采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列；

根据所述比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；

在接收端：

接收由AWGN信道传输的根据所述调制信号生成的信道信号，并对所述信道信号进行解调，得到解调信号；

采用信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码结构对解调信号进行译码，以恢复出信源数据；其中，通过在信源译码器部分级联上一个的BCJR译码器，形成所述多模块联合迭代译码结构，每次迭代译码的具体步骤包括：

第一步为获取由校验节点向变量节点传递的似然信息：

其中，表示根据tanh rule定理计算第c个校验方程成立的对数似然比，且c = 1,2…l，并令/>,/>，l为校验节点数量；

第二步为获取由变量节点向校验节点与BCJR译码器传递的似然信息：

其中，v = 1,2…n，并令,/>，n为变量节点数量；

同时，获取BCJR译码器向变量节点传递的输出外信息；其中，BCJR译码器中每个信源比特的输出对数似然比进行“前向-后向”递推：

对于前向递推：考虑当前信源比特受到前一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j=2,3…n;表示从比特i到比特f的转移概率，且Pr表示概率，即/>表示从0到0的转移概率，/>表示从0到1的转移概率，/>表示从1到0的转移概率，/>表示从1到1的转移概率；

对于后向递推：考虑当前信源比特受到后一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n-1;

根据所述输出外信息得到信源BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n;

最后一步则根据公式，v=1,2…n计算信源变量节点的后验概率信息，进而根据后验概率信息估计译码得到的信源比特，以恢复出信源数据/>：

每次迭代译码重复以上过程，最终在迭代次数k达到所设置的最大值时，停止译码；

其中，表示信源LDPC码中第v个变量节点传给第c个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第c个变量节点传给第v个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第v个变量节点传给BCJR译码器的先验信息；

表示BCJR译码器传给信源LDPC码中第v个变量节点的外信息；

表示信源LDPC码中的校验节点传给信道LDPC码中第v个变量节点的似然信息；

表示信道LDPC码中第v个变量节点传给信源LDPC码中第c个变量节点的似然信息，k表示迭代次数。

2.根据权利要求1所述的基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其特征在于，采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列，具体包括：

产生平稳遍历二进制的一阶Markov信源数据s；其中，Markov信源的时间相关性由状态转移矩阵表述，具体为：

其中，等于/>，/>等于/>；

Markov信源的平稳分布记为()，其中/>；根据平稳假设，得：

为比特序列中比特为1的概率，/>为比特序列中比特为0的概率；

基于信源码基础矩阵与所述Markov信源数据s，获得信源压缩后的压缩序列；

基于信道码基础矩阵与所述压缩序列，获得信道编码后的比特序列。

3.根据权利要求2所述的基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其特征在于，基于信源码基础矩阵与起初传输的信源序列s，获得信源压缩后的压缩序列具体为：

其中，b为压缩序列，为信源原模图LDPC码的校验矩阵，通过对信源码基础矩阵/>进行复制获得。

4.根据权利要求3所述的基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其特征在于，基于信道码基础矩阵与所述压缩序列，获得信道编码后的比特序列具体为：

其中,e为比特序列，为生成矩阵/>的转置矩阵，由信道原模图LDPC码的校验矩阵转换生成，满足/>。

5.根据权利要求3所述的基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其特征在于，还包括：

增加信源码基础矩阵第一列或最后一列的列重。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于Markov信源的联合信源信道编码方法，其特征在于，所述信源译码器、BCJR译码器与信道译码器并行运行。

7.一种基于Markov信源的联合信源信道编码***，其特征在于，包括发射端和接收端；

所述发射端包括：

编码模块，用于采用原模图LDPC码对Markov信源数据进行信源压缩和信道编码，获得比特序列；

调制模块，用于根据所述比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；

所述接收端包括：

解调模块，用于接收由AWGN信道传输的根据所述调制信号生成的信道信号，并对所述信道信号进行解调，得到解调信号；

联合译码模块，用于采用信源译码器、BCJR译码器与信道译码器三者之间相互迭代的多模块联合迭代译码结构对解调信号进行译码，以恢复出信源数据；其中，在信源译码器部分级联上一个的BCJR译码器，形成所述多模块联合迭代译码结构，每次迭代译码的具体步骤包括：

第一步为获取由校验节点向变量节点传递的似然信息：

其中，表示根据tanh rule定理计算第c个校验方程成立的对数似然比，且c = 1,2…l，并令/>,/>，l为校验节点数量；

第二步为获取由变量节点向校验节点与BCJR译码器传递的似然信息：

其中，v = 1,2…n，并令,/>；n为变量节点数量；

同时，获取BCJR译码器向变量节点传递的输出外信息；其中，BCJR译码器中每个信源比特的输出对数似然比进行“前向-后向”递推：

对于前向递推：考虑当前信源比特受到前一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j=2,3…n;表示从比特i到比特f的转移概率，且Pr表示概率，即/>表示从0到0的转移概率，/>表示从0到1的转移概率，/>表示从1到0的转移概率，/>表示从1到1的转移概率；

对于后向递推：考虑当前信源比特受到后一时刻比特的影响，则此时BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n-1;

根据所述输出外信息得到信源BCJR译码器对当前比特的输出外信息为：

其中，j = 1,2…n;

最后一步则根据公式，v = 1,2…n计算信源变量节点的后验概率信息，进而根据后验概率信息估计译码得到的信源比特，以恢复出信源数据/>：

每次迭代译码重复以上过程，最终在迭代次数k达到所设置的最大值时，停止译码；

其中，表示信源LDPC码中第v个变量节点传给第c个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第c个变量节点传给第v个校验节点的似然信息；

表示信源LDPC码中第v个变量节点传给BCJR译码器的先验信息；

表示BCJR译码器传给信源LDPC码中第v个变量节点的外信息；

表示信源LDPC码中的校验节点传给信道LDPC码中第v个变量节点的似然信息；

表示信道LDPC码中第v个变量节点传给信源LDPC码中第c个变量节点的似然信息，k表示迭代次数。