数字通信技术 ppt课件.ppt

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1、§4.6Turbo码内容和要求讲课题目：Turbo码，LDPC码内容Turbo码基本原理LDPC码基本原理要求了解Turbo码基本原理了解LDPC码基本原理3基本概念复合编码：将两种或多种简单的编码组合成复合编码。级联码：级联码是复合编码的一种，它包括一个内（部）码和一个外（部）码，如下图所示内码是二进制分组码或卷积码，而典型的外码则是多进制的RS码。Turbo码：是一种特殊的级联码。它在两个并联或串联的编码器之间增加一个交织器，使之具有很大的码组长度和在低信噪比条件下得到接近理想的性能。一、Turbo码编码基础4一、Tu

2、rbo码编码基础外编码器（N，K）码内编码器（n，k）码外译码器（N，K）码内译码器（n，k）码信道输入输出二级级联码的差错控制系统二级串行级联码由内码和外码组成。内码是GF(2)上的一个(n，k)码，外码是GF(2k)上的[N，K]码5编码过程把Kk个二进制信息元划分成K组，每组有k元；将有k个信息元的信息组，看成是GF(2k)上的一个符号（元素），将K个符号按外码Cout的编码规则编成一个码字，码长为N，有K个信息符号，N-K个监督符号，最小距离为dout，码率Rout=K/N；再把外码的每一个符号看成是有k个二进制码

3、元的信息组，输入内码Ci编码器，得到内部的一个码字。码长为n，k个信息位，n-k个监督位，最小距离为din，码率Rin=k/n；因此得到(n，k)内码的个N个码字序列。一、Turbo码编码基础6带有交织器的级联码一、Turbo码编码基础两级级联之间可以加入一个交织器，以增加抗突发错误的能力7二、Turbo码编码器基本结构编码器：由一对递归系统卷积码（RSCC）编码器和一个交织器组成。输入信息位是dk，输出是xky1ky2k，故码率等于1/3。8二、Turbo码编码器基本结构1、RSC编码器RSC编码器与系统卷积码编码器之间

4、的主要区别是从移存器输出到信息位输入端之间有反馈路径。9二、Turbo码编码器基本结构递归系统卷积码编码器的结构10二、Turbo码编码器基本结构举例：CDMA2000标准中使用的R=1/3的Turbo码子码编码器的生成多项式为G=(1,15/13,17/13)8：11二、Turbo码编码器基本结构2、交织器Turbo码中交织器的作用将集中出现的突发错码分散，变成随机错码改变码的重量分布，使得Turbo码的编码输出序列在大部分情况下都具有较大的重量，使“重量谱窄化。从而控制编码序列的距离特性，使Turbo码的整体纠错性能达

5、到用户的要求。交织器在Turbo码中起着很重要的作用Turbo码中交织器的形式规则的行列式交织。效果不理想，用得少。不规则的随机交织。多采用基于m序列的伪随机交织。12二、Turbo码编码器基本结构3、删截矩阵作用：实现删余（puncturing），以提高编码效率。方法：根据删余矩阵周期性地删除一些校验比特。结果：根据不同的删截矩阵可以得到不同码率的Turbo码。举例：删余矩阵为P=[10，01]，则删除来自RSC1校验序列的偶数位置比特和来自RSC2校验序列的奇数位置比特。即：交替地选取两个校验序列使各有一半发送出去，因

6、此得到的码率为l/2。当删余矩阵为P=[1，1]时，说明校验序列被全部发送，因此得到的码率为1／3。13三、Turbo解码算法1、迭代解码结构2、软入软出解码模块迭代译码的关键是一个软输入/软输出的译码器，它可获得每个译码输出比特的对数似然比值。143、软入软出解码模块4、三个输入分别是L(dk)是信息比特dk的先验信息软值（先验概率的对数似然比）xk和yk是编码比特经信道传输受噪声干扰后接收到的采样值。由于采用的是系统编码，xk对应于未编码的信息比特，yk对应于编码的校验比特。三、Turbo解码算法15三、Turbo解码

7、算法5、两个输出分别是是信息比特dk的软输出（后验概率的对数似然比），它定义为：是通过最大后验概率（MAP）译码算法得到的。是信息比特的外信息(extrinsicinformation)，它是从所有输入的、xk和yk中获得的关于信息比特的软值，将作为下级译码中信息比特的先验信息。16四、Turbo解码性能由此曲线可以看到，交织器容量大时误码率低，这是因为交织范围大可以使交织器输入码元得到更好的随机化。17§4.7LDPC码一、引言发展历史1962年Gallager在其博士论文中首次提出LDPC码LDPC码方向的继续研究则几

8、乎40年无人问津唯一的例外是Zyablov以及Tanner的零星工作1993年Turbo码的提出直接推动了LDPC的再研究1996年Mackay和Neal重新发现LDPC码自此LDPC码进入高速发展期(2001年IEEETrans-IT专辑)几乎所有的未来通信系统都将LDPC码作为候选信道编码19一、引