TURBO译码及仿真.docVIP

课程设计论文 题 目 turbo码编译码及Matlab仿真　 学 院 物理科学与技术学院 专 业 　通信工程 年 级 ２０１０ 学生姓名 　　　　　学 号 指导教师 二○一三 年 六 月 　第1章 绪论 纠错码技术在过去的八年中发生了翻天覆地的改变。 从1993 年，Turbo 码被C.Berrou 等人提出以来，Turbo 码就以其优异的性能和相对简单可行的编译码算法吸引了众多研究者的目光.Turbo 码的实质是并行级联的卷积码，它与以往所有的码的不同之处在于它通过一个交织器的作用，达到接近随机编码的目的.它所采用的迭代译码策略，使得译码复杂性大大降低。它采用两个子译码器通过交换称为外信息的辅助信息，相互支持，从而提高译码性能。外信息的交换是在迭代译码的过程中实现的，前一次迭代产生的外信息经交换后将作为下一次迭代的先验信息。人们将Turbo 码中子译码器互换信息以相互支持的思想称为“Turbo 原理”。这种思想可运用于其他场合，如信道均衡，码调制，多用户检测，信源、信道联合译码等。 日前Turbo码的研究尚缺少理论基础支持，但是在各种恶劣条件下（即低SNR情况下），提供接近Shannon 极限的通信能力已经通过模拟证明。但Turbo码也存在着一些急待解决的问题，例如HYPERLINK /view/189742.htm译码算法的改进、复杂性的降低、译码延时的减小。作为商用3G HYPERLINK /view/1872277.htm移动通信系统的关键技术之一，Turbo 码也将逐渐获得较好的理论支持并且得到进一步开发和完善。第2章 Turbo码编码原理 2.1 Turbo码的编码结构 Turbo码的典型编码器如图1所示，Turbo码编码器主要由分量编码器、交织器复接器组成。分量码一般选择为递归系统卷积(RSC，Recursive Systematic Convolutional)码，当然也可以是分组码(BC, Block Code)、非递归卷积(NRC，Non-Recursive Convolutional)码以及非系统卷积(NSC，Non-Systematic Convolutional)码，但从后面的分析将看到，分量码的最佳选择是递归系统卷积码。通常两个分量码采用相同的生成矩阵，当然分量码也可以是不同的。 图1 Turbo码的编码器结构 以分量码为RSC为例，分量编码器为递归系统卷积码(RSC)编码器。第一个RSC之前不使用交织器，后续的每个RSC之前都有一个交织器与之对应。一个Turbo编码器中原则上可采用多个RSC，但通常只选用2个，因为过多的RSC分量编码器将使得译码非常复杂而难以实现。通常的Turbo码编码器中，长度为N的信息序列在送入第一个分量编码器的同时作为系统输出直接送至复接器，同时经过一个N位交织器，形成一个新序列(长度与内容没变，但比特位置经过重新排列。与分别传送到两个分量码编器(RSC1与RSC2)。一般情况下，两个分量码编码器的结构相同，生成分量码校验序列和。与未编码的信息序列经过复接后，生成Turbo码序列，将编码序列调制后，即可发射进入信道传输。 2.2 递归系统卷积码（RSC） 纠错编码是将k位的输入信息码元编成n位的输出信道码元，在编码中，可以采用一定的算法，使输出码元中的k位与输入码元一致。这样，输入码元与输出码元有明显的对应关系，这种码称为系统码[。系统码中一致的这k位数据称为信息位，输出码元其余的n-k位称为校验位，不满足这种关系的码称为非系统码。同样的，卷积码可以分为系统卷积(SC，Systematic Convolutional)码与非系统卷积(NSC，Non-Systematic Convolutional)码两大类。以下图2的(2,1,2)卷积码为例,设时刻k的输入码元为，输出码元为和，则输出码元与输入码元的关系为 图2