探索turbo码编译码方法及rs-turbo级联码性能的研究

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1、西南交通大学博士学位论文Turbo码编译码方法及RS-Turbo级联码性能的研究姓名：史治平申请学位级别：博士专业：交通信息工程及控制指导教师：靳蕃20040301西南交通大学博士研究生学位论文第l页摘要Turbo码是由C．Berrou等人在ICC’93国际会议上提出的一种并行级联卷积码(PCCC)。它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起。实现了随机编码的思想：同时采用软输出迭代译码逼近最大似然译码，在接近Shannon限的低信噪比下仍然获得了较低的误码率。目前，Turbo码已经成为编码领域和通信界的一项重要研究内容。但是，研究发现Turbo码存在“错误平

2、层”现象，当误比特率小于10“时，进一步提高Turbo码的可靠性非常困难。本文研究的Turbo码与外部RS码级联产生的新的纠错码可以有效的解决这个问题。本文在分析Turbo码的基本原理、编译码算法以及交织器设计的基础上，研究了Rs码与Turbo码级联产生的新的纠错码一Rs—Turbo级联码；研究了该纠错码设计中的几个关键因素，该级联码不仅能明显地改善Turbo码的错误平层现象。而且译码时间复杂度低于标准Turbo码：基于RS—Turbo码级联与交错的思想，本文提出了一种新兴的二维纠错码一Rs一复转码，构造了该码的编译码算法；最后研究了RS—Turbo级联码

3、与ARQ的联合应用，设计了一种新的RS-TurboARQ方案。具体内容包括：l、从信道编码定理和Shannon限出发介绍了信道编码理论与技术的发展，包括级联码、软判决及Turbo码的提出。2、论述了Turbo码的编译码方法；通过几种常见交织器的设计与分析，从交织深度、分散因子等多角度描述了Turbo码交织器基本设计准则。3、对RS—Turbo级联码中几个关键的因素进行了分析和设计，主要包括：·从Turbo码的残留错误、迭代收敛特性以及级联结构等角度深入分析了RS—Turbo级联码改善Turbo码错误平层的作用机理。·设计了RS—Turbo级联码的编码方案，

4、包括交织器的设计、Turbo第1

5、页西南交通大学博士研究生学位论文码的选择、RS码的选择等；给出了RS-Turbo码的译码算法。研究发现，完全迭代型Rs—TurbO级联码不仅明显降低了误比特率、帧错率的错误平层，而且在某些环境下与标准Turbo码相比还缩短了译码时间。·提出了RS—TurbO并行级联码编译码方案，并研究了它的性能，该码码率高，编码时间短。4、基于RS-Turbo级联码的思想，提出了一种新兴的二：维纠错码～RS一复转码，并给出了该码的硬判决和软判决编译码算法，该码编码时间短，译码速度快，码率可调，自适应强。5、设计了RS—Turbo级联码与A

6、RQ的联合应用方案。分析了不同Turbo码与RS码组合对HARQ的影响。给出了一种采用RS．Turbo并行级联码的HARQ方案及其性能。6、最后是本文的总结和今后的主要工作。关键词：Turbo码；RS码；ARQ；错误平层；RS—Turbo码RS一复转码西南交通大学博士研究生学位论文第lII页AbstractTurbocode，whichwasproposedbyC．Berroueta1．in1993，isaparallelconcatenatedconvolutionalcodes(PCCC)．ItcanapproachtheShannonboundwit

7、hrandominterleaveranditerativemaximum—a-posterioridecoders．Now，Turbocodesisconsideredasoneofthemostexcitingandpotentiallyimportantdevelopmentsincodingtheoryinmanyyears．Butthe“errorfloor’’isobservedinseveralsimulationswithTurbocodes．ItisnoteasytoimprovethereliabilityofTurbocodesatB

8、ER’sbelow10～．Inthispaper，aconcatenatedschemesusingTurbocodesandanouterRScodescouldperformbetter．ThisthesisinvestigatesTurbocodes，theconcatenatedcodesofRScodesandTurbocodes(RS—TurbocodesorRS．Turboconcatenatedcodes)，RS-complexRotarycodesusingRScodesandComplexRotaryCodes，andHARQusing

9、TurbocodesandRScodes(RS·TurboARQ)