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传统的无线通信系统大都是依据香农的分离理论进行设计，将信源编码、信道编码和信息安全3环节分别进行。其优点是设计简单、通用性好，可以分别形成标准和算法。然而，分离算法没有充分利用各自的先验信息、冗余信息和信道的状态信息，难以逼近信道容量的最优性能。另外，在深空通信、移动通信等资源受限通信系统中，难以满足分离理论的假设前提。因此，将信源编码、信道编码和信息安全相结合的联合编译方法是一个具有挑战性的研究课题。 随着算术码成为越来越多国际标准的熵编码方式，基于算术码的联合编译码方法受到了广泛关注。当前基于算术码的联合信源信道编译码方法多采用添加禁用符号的抗差错算术码，人为添加冗余增强算术码的可靠性，但是存在单禁用符号检错能力不足，无法纠错以及译码复杂度太大的问题。基于算术码的联合信源安全编译码方法主要是通过一个密钥控制的密码流对算术码进行加密控制。由于混沌的优良特性，许多研究者利用混沌系统产生混沌序列作为密码流，用来加密控制算术码。然而其不足之处在于低维混沌映射的动力学退化问题以及独立于明文的密码流无法抵抗已知明文攻击问题。 本论文在国家自然科学基金项目的支持下，对基于混沌的联合信源信道与安全算术码编译码方法进行研究，取得了阶段性成果:从添加多个禁用符号的抗差错算术码入手，用混沌映射生成密码流控制抗差错算术码的编码模型，提出联合信源信道与安全编译码算法;此外，为了提升联合算法的译码性能，将禁用符号的检错与双向编译码的纠错相结合，并应用在JPEG2000标准中。实验结果表明，基于混沌的联合信源信道与安全算术码编译码方法可以明显提高传输图像的质量，并具有良好的安全性。 本文的工作和创新点如下: (1)针对添加单个禁用符号的抗差错算术码检错能力的局限性，提出了添加多个禁用符号的方法，并用混沌映射控制禁用符号的概率，提高算术码的安全性。通过实验发现，在码率相同的情况下，多个禁用符号的抗差错算术码相较于单个禁用符号的抗差错算术码检错能力更强。在误包率相同的条件下，多禁用符号的抗差错算术码仅需添加较小的冗余便可实现。 (2)针对深空通信、移动通信等资源受限网络中的信息有效性、可靠性和安全性传输，提出了一种基于混沌密钥控制的联合信源信道与安全算术码编译码算法。算法采用基于混沌的多禁用符号抗差错算术码，并用Chebyshev混沌映射控制每个禁用符号的概率;同时，采用依赖明文的混沌随机算术码算法，通过Chebyshev混沌映射与明文信息共同生成一组依赖于明文的密码流，控制算术码概率模型中信源符号的排序机制，提升算法的安全性。实验结果表明，该算法相较于分离算法和现有的联合编译码算法，改善编译码性能，增强了可靠性和安全性。 (3)对算术码进行基于最大后验概率的序列译码，计算路径的译码度量。为了权衡译码性能和复杂度，提出一种通过阈值控制实现软、硬判决相结合的方法。根据当前的信道条件和传输要求，通过计算相应的阈值，实现译码性能和复杂度的折中。 (4)为了实现联合信源信道与安全编译码算法纠错的目的，将禁用符号的检错与双向编译码的纠错相结合，并应用在JPEG2000标准中。在JPEG2000中的位平面编码中，对位平面的每个条带独立编码，条带编码后得到的数据块进行平移、反转和异或，生成双向可译码流;译码时，先进行正向译码，当正向译码出现错误时，对码流进行反向译码，纠正译码错误，减少错误扩散，提升译码性能。