保障信息安全的联合信源信道编译码理论与方法研究

联合信源信道与安全编译码是提高无线通信网络的有效性、可靠性和安全性的重要手段。本项目研究保障信息安全的联合信源信道编译码理论与方法，主要内容包括：联合信源信道和理想安全系统编译码理论，主要研究联合信源信道和信息安全编译码，证明其存在性和最优性、估计误差概率，为保障信息安全的联合编译码提供理论依据；联合信源信道的快速译码，构建联合编译码的空间网格图，重点研究基于符号的联合编译码快速算法,设计应用于资源有限的无线网络环境的高性能、低复杂性的联合编译码算法；联合信源信道和信道安全编译码,研究基于Turbo码的联合信源和信道安全编译码方法；联合分布式信源编码与网络安全编码，针对无线分布式网络环境下的视频信息的特点，构建联合编码的数学模型, 重点研究多个帧视频与网络安全编码。本课题预期在理论上有所突破，技术上有所创新，为我国开发高性能、低复杂性、可靠性和安全性的编译码奠定理论基础和技术支持。

在四年的项目实施期内，按照项目研究计划进行。针对空间通信和移动通信等資源受限网络，存在可变数据率、可变延时和随机误差、突发误差、网络拥塞的丢包误差和信息安全等的特点，对联合信源信道与安全编译码理论与方法进行了研究。联合编译码是提高无线通信网络的有效性、可靠性和安全性的重要手段。本项目完成了保障信息安全的联合信源信道编译码理论与方法研究，完成主要研究任务如下: .1) 联合信源信道和理想安全系统编译码理论，证明其存在性和最优性、估计误差概率，为保障信息安全的联合编译码提供理论依据；.2) 联合信源信道的快速译码，构建联合编译码的空间网格图，重点研究了基于符号的联合编译码快速算法；.3) 联合信源信道和信道安全编译码，研究了基于Turbo 码的联合信源和信道安全编译码方法；.4）联合分布式信源编码与安全编码，构建联合编码的数学模型, 重点研究分布式视频与信道安全编码；.5)针对空间和移动通信等资源有限网络的特点，将香农信源、信道编码理论和多维调制相结合，提出了可变长符号级联合信源信道与多维调制的编译码方法。利用信源可变长符号先验知识，导出符号级多维星座映射联合优化方程，用符号级多维映射增加调制符号序列的自由欧氏距离，有效提高抗误码性能；.6) 提出了联合信源信道双向译码新方法。证明了以变长数据块为单元反向和延迟逻辑运算, 实现了对视频编码码流的完全双向解码，突破了国际上只能对于某种数据类型进行双向解码的限制。本项目也建立了保障信息安全的联合信源信道编译码的仿真与实验平台。保障信息安全的联合信源信道编译码理论与方法研究，为我国联合信源信道编译码理论与方法提供了理论依据、技术支持。在军用和民用具有重要意义和广泛的应用前景。