Turbo碼的碰撞自由及二次置換多項式交織器的優(yōu)化設(shè)計與性能仿真.pdf

1、1993年出現(xiàn)的Turbo碼，由于其很好的運用了Shannon信道編碼理論中的隨機性編碼條件，從而獲得了接近Shannon理論極限的譯碼性能，首次證明了香農(nóng)理論的正確性。實現(xiàn)Turbo碼隨機性編碼的方法是交織器的使用。一個好的交織器能夠使輸入的信息序列經(jīng)過交織后盡可能地隨機化，從而避免產(chǎn)生低重量碼字的信息序列在經(jīng)過交織后編碼仍然產(chǎn)生低重量的碼字。對于一個交織塊長N而言，存在的交織器的個數(shù)有N！個。如何在交織器集合中篩選出優(yōu)秀的交織就成為

2、了研究關(guān)鍵。
　　 本文首先分析了Turbo碼的編譯碼原理，介紹論文的研究內(nèi)容，主要貢獻和組織結(jié)構(gòu)。接著對傳統(tǒng)經(jīng)典交織器進行分析和研究，總結(jié)出了各種交織器的優(yōu)點和不足，為交織器的優(yōu)化設(shè)計提供了參考標(biāo)準(zhǔn)。
　　 采用迭代譯碼方案也是Turbo碼優(yōu)異性能的其中一個關(guān)鍵因素，但迭代譯碼需要較大的時延。隨著3G和4G通信系統(tǒng)的發(fā)展，實時通信系統(tǒng)對時延和傳輸速率有了更高的要求。Turbo碼并行譯碼方案能夠顯著地降低譯碼延遲，適合高

3、比特速率傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，從而被廣泛采納。但是在Turbo碼分塊并行譯碼方案中，交織器的隨機置換可能引起存儲器地址爭用問題。因此在分塊并行譯碼方案中要解決的一個關(guān)鍵問題就是設(shè)計出能夠避免存儲器地址爭用問題的碰撞自由交織器。這篇文章沿用了以往的設(shè)計碰撞自由交織器的一些較好的方法，并針對它們中存在的一些缺點，提出了兩種新的無碰撞S隨機交織器設(shè)計方案。和以往的行列S隨機交織器相比較，計算機仿真結(jié)果表明它們具有較好的延展因子S值、平均碼字自由距離

4、和誤比特率性能。
　　 和S隨機交織器相比，2005年提出的二次置換多項式交織器也是一種性能優(yōu)異的交織器。它在一些交織塊長較短的情況下，能夠獲得比S隨機交織器具有更好的性能，而在交織塊長較長的情況下，也能夠獲得接近S隨機交織器的性能。此外二次置換多項式交織器還有其它優(yōu)點:它易于通過數(shù)學(xué)理論進行分析，本身具有碰撞自由特性，占用存儲空間小，從而使它被選為3GPPLTE標(biāo)準(zhǔn)Turbo碼交織器。因此本論文也對QPP交織器進行了研究。首先