探索turbo码技术的仿真与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文Turbo码技术的仿真与实现姓名：胡骏申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：宁滨20040301丫5匕bjEbZ北京交通大学研究生论文摘要中文摘要Trubo码又称并行级联卷积码(PCCC)，是在1993年瑞士日内瓦召开的国际通信会议上，由C.Berrou等人提出的一种编码技术。这一技术巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，利用随机交织的方式实现了随机编码的思想，并采用软输入/软输出的迭代译码算法来逼近最大似然译码，其性能非常接近Shannon限。论文首先介绍了数字通信系统

2、中信道编码技术的概念以及Turbo码技术，并介绍了Turbo码技术的理论依据。在此基础上对Turbo码技术中的各个关键环节的技术进行了详细阐述和分析，并在Matlab坏境下实现了Turb。码编译码的仿真，对相关的仿真结果作了详细的分析。最后，论文阐述了Turbo码技术的实现途径，并进行了标准C语言编程的软件实现。Turb。码技术源于多种先进的信道编码技术思想，论文详细介绍它的理论基础，阐明了rurbo码技术思想的优越性和合理性，还介绍了Turbo码技术的主要优势和缺陷。此外，论文介绍了Turb。码技术目前主要

3、的应用领域和应用现状，并就Turbo码技术在铁路运输系统的无线列车运行控制系统中的应用前景，进行了分析和展望。Turb。码技术实现的关键是译码技术，针对Turb。码的译码技术论文主要介绍了译码精度较高的MAP系列译码算法，通过采用LOG-MAP以及MAX-LOG-MAP等简化算法减少了运算量，提高了运算速度。由于Turbo码技术目前尚无完善的数理理论分析手段，主要依赖计算1.未经作者、导师同定勿全文公布比京交通大学研究生论义摘贾机仿真进行研究和设计。论文中独立地设计了一个Matlab环境下的仿真平台，可以对多

4、种编码条件在加性高斯白噪声(AWGN)信道环境中，进行不同信噪比情况下的误码率仿真和分析。利用这个平台，论文中进行了多种编码条件下的Turb。码编/译码性能仿真，如不同的帧长度、迭代次数、编码器、码速率、交织器等情况F、不同的信噪比环境中的误码率，并对结果进行了分析，指出了影响Turbo码性能的主要因素。此外，论文还对译码延迟、计算量等进行了分析。最后，论文中结合软件无线电技术介绍了Turb。码在实际应用中的主要实现方式，并利用标准C语言进行了软件实现。仿真分析表明:Turbo码技术具有优越的纠错性能，接近理

5、论极限，适合恶劣信道环境中、功率受限情况下的通信系统差错控制;Turbo码更适合较大数据块的纠错编码:由于其计算量大、译码延迟大，不适合在小数据块的高速实时传输情况下应用。Turb。码的技术思想对于编码界具有划时代的意义，其优越的性能和技术优势正在被不断得发掘出来并应用于工程实践。关键词:信道编码;Turb。码技术;迭代译码算法;MAP译码算法:Matlab仿真北京交通大学研究生论文摘要ABSTRACTBerrouetc.firstintroducedTurbocodesin1993.Itisaclassof

6、codesthatconcatenatetwoormorerecursivesystematicconvolutionalcodes(RSC)inparallel,withtheinputtoeachRSCpermutedbyaninterleaver.ThesecodescanachieveperformanceveryclosetoShannon'scapacitywithlargeinterleavers(severalkilobits).ThethesisdiscussestheTurbocodes.

7、ThethesisatfirstintroducesthechannelcodingtechniquesindigitalcommunicationsystemsandtheTurbocodingtechnique'sconcept,thenintroducesthetheorybasicsofTurbocoding;onthesebasis,discussesthekeysectorsofTurbocoding,andimplementstheencodinganddecodingsimulationpla

8、tformofTurbocodesunderMatlabenvironment,andusesthisplatformtosimulatetheperformanceofTurbocodinginvariousconditionsunderAWGNchannel,thenaccordingtotheresultsofsimulationdoingdetailanalyze;atlast,combin