周期衰落信道下Turbo码性能仿真研究.pdf

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1、2014年第1期通信与广播电视周期衰落信道下Turbo码性能仿真研究卫新刚陈晓林一朱小流摘要针对周期衰落信道下通信性能损失较大的问题，文章通过对周期衰落信道的仿真建模，利用Turbo编译码方案对其进行改善，在Matlab环境中对该方案的进行了仿真验证。结果表明，该方案对周期衰落条件下的通信性能有的改善。关键词：周期衰落信道Turbo编译码Matlab仿真Log—MAP算法ResearchonTurboEncodingSimulationinPeriodicFadingChannelsWeiXingangChenXiaolinZhuXiaoliu

2、AbstractAimingattheproblemoflargeperformancelossofcommunicationinperiodicfadingchan—nels，thisarticledescribestheimprovingmethodofusingperiodicfadingchannelsimula—tionmodelingandTurboencodinganddecodingsolution．ItalsomakessimulationandverificationofthesolutionunderMadabenviro

3、nment．Theresultsshowthatthecommuni．cationperformanceinperiodicfadingchannelimprovesgreatly．Keywords：PeriodicfadingchannelsTurboencodinganddecodingMatlabsimulationLog——MAPalgorithm与传统的分组码和卷积码相比，Turbo码具有接近仙农限的误码率性能⋯。Turbo码被多项国际工业技术标准和国内工业技术标准列为信道编码的主要纠错码。Turbo码之所以取得了优异的性能，是由于它

4、把递归系统卷积码、交织器、并行级联、软出译码算法和循环译码等要素巧妙综合到了一起。许多Turbo码的研究都是在加性高斯白噪声(AWGN)信道上进行，这是由于AWGM信道是一种非常典型而且易于在数学上实现的信道模型，而且其他信道上的Turbo码编解码，通过合理的假设和变换都可以类推利用AWGN信道上的有关结论。在实际的无线通信中，无线信号往往是通过若干折射，反射和散射才达到接收机，接收到的信号幅度往往都会发生变化，形成各种衰落。周期性衰落信道是其中的一种，对通信性能的影响非常大。作者系南京熊猫汉达科技有限公司工程师作者系73686部队工程师作者系

5、南京熊猫汉达科技有限公司工程师2通信与广播电视2014年第1期文章首先研究了周期衰落信道的特点，建立了数学模型。其次介绍了Turbo码的编解码原理，分析了影响Turbo码性能的各个因素，并给出了基于Turbo码的抵抗周期衰落信道的数字通信系统模型。最后提出了仿真条件和具体参数，给出了仿真结果。一、周期性衰落信道周期性衰落指的是信号从发送方传送到接受方的过程中时间上存在周期性的遮挡。遮挡占空比大小的不同，对通信性能的影响也明显不同，占空比越大，遮挡越严重，对通信的性能影响也更大；在一个周期时间内，对信号的遮挡位置也可能不止一处，如果每次遮挡时间一

6、定，那么遮挡次数越多，通信性能下降也越严重。在周期性衰落信道上信号的接收和发送过程中，信号幅度会产生明显的周期性衰落。图1清楚的表示了信号周期性衰落的这些特点。图1周期性衰落示意图文章为了便于仿真实现，将遮挡位置的信号幅度都设定为0(表示完全遮挡)，未遮挡位置则只考虑AWGN的影响。现对遮挡情况建立数学模型如下：shade()=0，(k：，+1，⋯，+[，I=2])(1)式(1)中，1表示一个周期T对应传输码字长度，6表示遮挡位置占整个码字长度的比例，表示遮挡的起始位置。仿真时，随机遮挡方式一段位置是通过对需要遮挡的码字的调制符号位置乘以式(1

7、)来实现，对于多段位置遮挡的情况则需要根据取值来改变遮挡位置，再通过对码字的调制符号位置乘以不同仅值对应的多段遮挡表达式(即重复乘以式(1))来实现。同时改变6取值可以调整遮挡占空比。二、Turbo码编码Turbo码可以又称为并行级联卷积码，它的编码器是由分量编码器、交织器、删余器和复接器这几个关键部分组成，如图2所示。图2Turbo码编码原理框图2014年第1期通信与广播电视3在Turbo码编码器中，两个分量编码器的结构是相同的，并且两者是采取并行级联的结构，在两个分量编码器之间的交织器是为了保证输出的信息尽量不相关。为了适配相应的码率，在编

8、码输出前加上一个删余器。分量码的类型主要包括递归系统卷积码、非递归卷积码、非系统卷积码、分组码等。通常我们在选择递归系统卷积码的时候，递归系统卷级码(