基于重量譜分析的RCPT碼優(yōu)化設(shè)計(jì)與Turbo碼性能分析.pdf

1、Turbo碼因其逼近香農(nóng)限的優(yōu)異性能,獲得了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,并被認(rèn)為是信道編碼理論發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。目前,Turbo碼已經(jīng)在各類無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。盡管Turbo碼的理論基礎(chǔ)已經(jīng)日漸成熟,但是對(duì)于Turbo碼的重量譜特性,瀑布區(qū)的性能分析以及迭代譯碼的收斂性等方面的研究尚不充分。并且隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,未來的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)Turbo碼的性能和吞吐率提出更高的要求。因此,研究Turbo碼的優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能分析顯得

2、十分必要。
　　 論文首先介紹了Turbo碼的編碼結(jié)構(gòu)及其重量譜特性,闡明了準(zhǔn)確的重量譜是Turbo碼優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能分析的基礎(chǔ)。基于約束子碼的Turbo碼重量譜搜索算法是目前已知最為有效的Turbo碼重量譜搜索算法,但該算法的復(fù)雜度依然較高。針對(duì)該問題,本文分析和驗(yàn)證了合并計(jì)算連續(xù)輸入和采用增強(qiáng)界兩種改進(jìn)的基于約束子碼的Turbo碼重量譜搜索算法的有效性,揭示了Rosnes和Ytrehus所提出的采用增強(qiáng)界的改進(jìn)約束子碼搜索算法

3、可能存在搜索結(jié)果不完整的問題。
　　 其后,本文討論了速率匹配穿孔Turbo(RCPT,Rate-CompatiblePuncturingTurbo)碼穿孔矩陣的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。利用約束子碼算法計(jì)算的準(zhǔn)確重量譜,本文提出了改進(jìn)的最優(yōu)重量譜序列準(zhǔn)則,并將該準(zhǔn)則應(yīng)用到系統(tǒng)RCPT碼和部分系統(tǒng)RCPT碼周期穿孔的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法中。通過仿真,驗(yàn)證了上述準(zhǔn)則和算法的有效性。相關(guān)的分析結(jié)果表明,在實(shí)際應(yīng)用中采用穿孔周期足夠長的周期穿孔,足以保證

4、RCPT碼的性能?；谥亓孔V優(yōu)化設(shè)計(jì)的部分系統(tǒng)RCPT碼的性能優(yōu)于偽隨機(jī)穿孔的RCPT碼,并且綜合性能優(yōu)于相同碼率的系統(tǒng)RCPT碼。與此同時(shí),1／2碼率的部分系統(tǒng)RCPT碼在錯(cuò)誤平層區(qū)的性能可以優(yōu)于其1／3碼率的母碼。這種既提高碼率又提高性能的特性,使部分系統(tǒng)RCPT碼在自適應(yīng)糾錯(cuò)編碼領(lǐng)域擁有了廣闊的應(yīng)用前景。
　　 接著,本文分別介紹了估計(jì)Turbo瀑布區(qū)性能的比例定律模型、曲線擬合模型和指數(shù)模型,并對(duì)它們的估算精確度進(jìn)行了驗(yàn)

5、證。相關(guān)的結(jié)果表明,指數(shù)模型可以簡(jiǎn)單有效估算各種信息長度的Turbo碼在瀑布區(qū)的性能,并且可以廣泛地應(yīng)用于各種不同的信道。結(jié)合指數(shù)模型和一致界,本文提出了一個(gè)新的混合模型,利用該模型可以準(zhǔn)確地估計(jì)Turbo碼在整個(gè)信噪比區(qū)域的誤碼率和誤幀率。
　　 最后,本文簡(jiǎn)要介紹了外信息轉(zhuǎn)移(EXIT,ExtrinsicInformationTransfer)圖的原理與計(jì)算,并以EXIT圖為分析工具對(duì)基于分塊歸零的Turbo并行譯碼方案的譯