中短幀長Turbo碼的收斂性能分析.pdf

1、Turbo碼以其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于各類通信系統(tǒng)中。在過去的20多年里，許多學(xué)者對(duì)Turbo碼進(jìn)行了廣泛的研究，包括簡化譯碼算法、迭代譯碼收斂性分析和Turbo碼的設(shè)計(jì)等。Turbo碼的BER曲線大致可以分為三個(gè)區(qū)域:低Eb/N0區(qū)且迭代對(duì)BER的影響可忽略，瀑布區(qū)和錯(cuò)誤平層區(qū)。對(duì)于錯(cuò)誤平層區(qū)可以用一致界技術(shù)來分析，但瀑布區(qū)的分析還缺乏有效的分析方法，而瀑布區(qū)是應(yīng)用最廣的區(qū)域。另外，譯碼復(fù)雜度大和高時(shí)延也限制了Turbo碼的應(yīng)用。

2、r>　　EXIT圖作為一種工具來分析迭代譯碼算法的收斂性，當(dāng)幀的長趨于無窮的時(shí)候可以有效預(yù)測(cè)Eb/N0門限即瀑布區(qū)在BER曲線出現(xiàn)的位置。但由于時(shí)延和譯碼復(fù)雜度的原因，在實(shí)際通信系統(tǒng)中Turbo碼的幀的長不可能無限大，如3GPP和3GPP LTE通信系統(tǒng)中。另一方面，中短幀長Turbo碼的BER曲線瀑布區(qū)變化比較平緩且信噪比范圍比較大，收斂門限的概念不在有意義。通過分量譯碼器開環(huán)仿真得到的EXIT帶圖可以用來分析有限長Turbo碼的收斂

3、性。
　　本論文首先介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)和信道編碼的歷史，分析了Turbo碼的研究現(xiàn)狀，本文的研究意義及組織結(jié)構(gòu)。接著介紹了Turbo碼的編譯碼的基本原理，之后對(duì)3GPPLTE標(biāo)準(zhǔn)下的Turbo碼進(jìn)行了譯碼仿真，分析了不同參數(shù)和不同譯碼算法下的譯碼性能。隨后介紹了外部信息的統(tǒng)計(jì)特性，用EXIT帶圖來分析中短幀Turbo碼的概率性收斂和預(yù)測(cè)迭代譯碼軌跡。仿真分析了各種因素對(duì)EXIT帶圖的影響，最后給出了用EXIT帶圖來估計(jì)不同幀長的3

4、GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)Turbo碼的兩條EXIT帶相切時(shí)的信噪比并仿真了其BER曲線。
　　非對(duì)稱Turbo碼的性能與對(duì)稱的比較可以看出，適當(dāng)?shù)倪x擇分量碼，非對(duì)稱Turbo碼可以在瀑布區(qū)和錯(cuò)誤平層區(qū)同時(shí)獲得好的性能。一些情況下非對(duì)稱Turbo碼的性能優(yōu)于對(duì)稱Turbo碼。本論文利用EXIT特性曲線選擇分量碼來設(shè)計(jì)非對(duì)稱Turbo碼。仿真結(jié)果表明非對(duì)稱Turbo碼在降低譯碼復(fù)雜度的同時(shí)有好的BER性能。最后用EXIT帶圖分析P1-NP2