基于DRP交织器Turbo码论文
基于3GPP交织器的可变码长Turbo码并行交织器设计
（ｎｔｕｅｏ Ｗｉ ｌｓＣ ｍ ｎ ａｉ Ｔ ｍｏ ｇ ， ｈ ａ Ｉ ｔｌ ｎｖｒ ｔ， ａ罟ｌ ０００ Ｉｓｔｔ ｆ ｒ ｅ ｏ ｍｕ ｉ ｌ ｉ ｅｓ ｅ ｍ ￣ ｌ ｙ ｓ舢Ｉ ｉ ａ ０ｇＵ ｉ ｓ ｙ ｎ ｌ ｉ ０ ３ ， ｏ 习 Ｊ０ ｌ ｅｉ Ｉ２ ａ ）
６ 一 ０
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可以忽略的情况下大幅度 的提高 了 Ｔｒ 译码器的 ｕｏ ｂ
时又提高了译码器的数据吞吐量 。这种并行结构 自
然 也要 求交 织 （ 交织 ） 也 具 有类 似 的并 行 结 构 。 解 器
１ 并行 Ｔｒｏ பைடு நூலகம் ｕｂ 译码器
串行的 Ｔ ｒ 译码器因其较 大的译码延时和较 ｕｂ ｏ
低 的数据吞吐量限制 了其在当今高速数字通信系统
中的应用。为了降低译码延时并提高数据速率 ，３ ［］
系统中对数据速 率的要求达到 了百兆 ｂｓ ｐ 的数量
出了多种构造算法 。由这些算法得到的并行交织器
的性能与串行译码相 比没有任何性能损失。但是 ，
这些交织器的共 同问题是 ， 它们只能利用计算机按
照设计的算法搜索得到 ， 存储这些 固定的交织格式
需要大量的存储器 ， 限制 了它们在实际系统中的 这 应用。３ Ｐ Ｇ Ｐ中的交织器Ｉ最大 的特点就是 其可实 ４ ］
关键词 ： ｕ ｏ ；分块并行译码器 ；并行交织器 ；３ Ｐ Ｔｒ 码 ｂ ＧＰ
Ｌｅ ｇ ｈ — ｖ ｒａ ｌ ａ ａ ｌｌｉ ｔ ｒｅ ｖ ｒ ｄ ｓｇ ｎ ｔ — ａ ｉ ｂ ｅ ｐ ｒ ｌ ｎ ｅ ｌａ ｅ ｅ ｉ ｎ ｅ
ｂ ｓ ｄ ｏ Ｐ ｉ ｔｒｅ ｖ ｒ ａｅ ｎ ３ ＧＰ ｎ ｅ ｌａ ｅ
Turbo编码中的交织技术
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摘 要 ：Ｔ ｒ ｏ码 是 近 年 来 提 出 的 一 种 高 性 能 的 信 道 编 码 。 Ｔ ｒ Ｏ码 交 织 器 的 设 计 是 Ｔｕ ｂ ｕｂ ｕｂ ｒ ｏ编 解 码 器 设 计 中 的 关 键 。 文 中 介 绍 了 交 织 器 的 基 本 原 理 ， 详 细 地 介 绍 了 ３种 常 见 的 交 织 器 的 交 织 原 理 。 最 后 给 出 了 交 织 器 的 设 计
宇 重 量 分 布 不 均 的 缺 点 ， 纠 错 译
即误 码 率与 误 差指数
和 码 长 ｎ呈 指 数 级 的 反 比 ；又 根 据 信
道 容 量 公 式 Ｃ＝ＢＩ ｇ （ ＋Ｓ ｏ ， １ ／Ｎ），可 看
Ｔ ｈｅ Ｉ ｅ ｅ ｎｔ ｒｌ ａｖｉ ｎ￣ ｆ ｏｒ Ｔｕｒ ０ｄｅ ｂ０ Ｃ
准 则 。 关 键 词 Ｔｕ ｂｏ码 交 织 器 ； 交 织 技 术 ｒ
中 图 ５ 号 ：Ｔ １ ．２ － ） 类 Ｎ９ １２
一种新型的Turbo码短帧交织器的设计
一种新型的Turbo码短帧交织器的设计马丽芳【摘要】Interleaver plays an important role in the performance of corresponding Turbo code.The performance of Turbo codes at low SNR is mainly dependent on the distance spectrum, and one of the key factors affecting the distance spectrum is the design of interleaver.In this paper, design of a novel short frame interleaver for Turbo codes is proposed.This kind of interleaver is generated through ascertaining adjacent information bits distances and position of the first bit, which guarantees large minimal self interleaving distance and minimal correlative interleaving pared with other interleavers, the interleaver is able to restrain the negative affection more effectively, which noise bursts bring, in addition, it is easy to implement.%交织器是Turbo码的关键组成部分,也是影响其性能的关键因素.Turbo码在低信噪比条件下的性能主要取决于其距离谱,而影响距离谱的一个关键因素就是交织器的设计.文章提出了一种新型的Turbo码短帧交织器的设计方法.这种交织器是通过确定每个相邻信息比特位之间的距离和首位信息比特的位置来设计,保证最小的互交织距离足够大且能够自由调节自交织距离.相比其他的交织器,其在突发信道有更好的性能,并且实现简单.【期刊名称】《河池学院学报》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】6页(P106-111)【关键词】交织器;Turbo码;自交织距离;互交织距离【作者】马丽芳【作者单位】广西建设职业技术学院信息工程系,广西南宁 530003【正文语种】中文【中图分类】TP3交织器在Turbo码中起着十分重要的作用，在很大程度上影响着Turbo码的性能。
WCDMA中Turbo码质数交织器的研究与仿真
WCDMA中Turbo码质数交织器的研究与仿真张鹏;张代远【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2012(000)011【摘要】Turbo码是一种前向信道纠错码。
它比卷积码有更高的译码增益,译码性能几乎接近Shannon理论极限,从而在信道的传输中具有更高的可靠性,适用于传输速率较高的业务。
它优越的性能引起了人们广泛的关注。
但由于Turbo码译码算法相对复杂,造成的译码时延比较大,Turbo码往往不适用于对实时性要求高的业务。
WCDMA系统中使用Turbo码传输32 kbps及以上的业务。
文中介绍了WCDMA中所采用的Turbo码编码结构中的质数交织器,利用MATLAB仿真,分析交织长度对Turbo码性能的影响,并通过与其他类型交织器性能上的比较,验证了质数交织器在WCDMA系统中的性能优势。
【总页数】4页(P93-96)【作者】张鹏;张代远【作者单位】南京邮电大学计算机学院,江苏南京 210003; 江苏省无线传感网高技术研究重点实验室,江苏南京 210003;南京邮电大学计算机学院,江苏南京210003; 江苏省无线传感网高技术研究重点实验室,江苏南京 210003; 南京邮电大学计算机技术研究所,江苏南京 210003【正文语种】中文【中图分类】TP301.6【相关文献】1.直升机卫星通信系统中Turbo码外交织器设计与仿真 [J], 肖创创;郭荣海;李际平;吴团锋;黄尧;李洪胜2.WCDMA与cdma2000的Turbo码交织器性能比较 [J], 沈玮;刘陈3.WCDMA与cdma2000的Turbo码交织器性能比较 [J], 沈玮;刘陈;4.WCDMA中Turbo码算法及质数交织器的研究 [J], 吴江;赵春明5.Turbo码中交织器的设计与仿真 [J], 万敏;张强;税正伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Turbo码中交织器的设计及性能分析
（ ．章丘市第一职业中专 ，章丘 ２０ ０ ；２ １ ５２ ０ ．东南 大学无线 电ｑ程系 ，南京 ２０ ９ ） － １０６
摘
要 ：在 Ｔ ｒｏ码理 论 中，交织 器的选 择 具 有 重要 的地 位 。分析 了 Ｔ ｂ 码 的 编译 码 方 案 ，然 ｕｂ ｒ ｕｏ
后 讨论 了交织 器在 Ｔ ｂ 码 设计 方 面的重要 作 用 ，给 出了几 种 交织 器的 实现 方 法 ，并模 拟 分析 了 ｒ ｕｏ
２ Ｄ ｐｒ ． ｅ ａｍ￣ ｔ Ｒ ｄｏＥｌｉ ｅ Ｉ ，ｏ ｔｅｓ Ｕ ｉ ｒｉ ， ａｊ ｇ２０ ９ ， ｍ ） ｆ ｏ ａ ｉ Ｉ Ｉ ｒ ｌ Ｓｕｈ ａｔ ｎｖ ｓｙＮ ｎｉ １０ ６ ｏａ ｇ １ ｉｇ ｅ ｅ ｔ ｎ
Turbo码编译码方法的研究与实现
Turbo码编译码方法的研究与实现1993年C.Berrou等人最先提出了Turbo码,它是并行级联递归系统卷积码的简称。
它的编码端是由两个或更多个卷积码并行级联构成,译码端则采用一种基于软判决信息输入/输出的反馈迭代结构。
由于Turbo 码在接近Shannon 极限的低信噪比下仍然能够获得较低的误码率,所以在近几年已成为编码理论界研究的热门领域,在第三代移动通信系统的开发中,Turbo 码被普遍认为是高速数据信道的纠错编码方式。
现在人们对Turbo 码的主要研究包括编码器、交织器的设计及软输入、软输出迭代译码的算法。
本文主要研究了Turbo 码编译码算法中的关键问题,完成了Turbo 码编码器的硬件实现。
首先介绍了Turbo 码产生的背景、研究现状及发展趋势。
其次,介绍了一些必须的基础理论知识,在此基础上对Turbo 码原理和结构进行介绍,并对不同参数对Turbo码性能的影响进行仿真,得到了一些结论。
仿真过程中,采用了一些方法来改善Turbo码的误比特率性能:编码器部分利用交织与删余的综合设计,使每个信息位都有对应的校验位输入信道,起到了等保护的作用;译码部分采用线性近似与门限近似相结合的方法对Log-MAP 算法进行改善,在对性能影响不大的情况下,显著降低复杂性;SOVA算法中采用帧尾加长处理的方法充分利用了每帧最后δ位信息。
为了加速Turbo 码译码的实现,对MAP 类算法采用了分段译码的方法减小了译码等待延时,同时采用了一种基于外信息统计值的停止准则,以降低迭代次数为条件减小了译码迭代延时。
最后,利用VHDL 语言在可编程逻辑器件上完成了Turbo 码编码器的设计。
然而,到目前为止,对Turbo 码的研究还不算很完善,尤其是在实际应用中还有很多问题有待解决。
但是Turbo 码的优异性能是不能否定的,它有非常广阔的应用前景。
基于Turbo码的交织器设计与实现
来源：来源:电子工程师作者：作者:蒋卓勤摘要】在对几种交织器原理进行分析的基础上，通过对其在Turbo码编解码中的应用，结合具体信道进行了性能仿真，最后比较了它的性能，提出了一种优化的设计方案，采用FPGA关键词：Turbo码, 交织, S-1 引言C.Berrou等学者于1993年首先提出了Turbo码这一信道纠错编译码新概念，它是在综合过去几十年来的级联码、乘积码、最大后验概率译码与迭代译码等理论的基础上的一种创新。
Turbo码的基本原理是，通过编码器的巧妙构造，即多个子码通过交织器进行并行或串行级联(PCC／SCC)，然后，以类似内燃机引擎废气反复利用的机理进行迭代译码，从而获得卓越的纠错性能，Turbo码也因此得名。
在Turbo码的编解码中，无论是编码还是解码，交织单元都是其中很重要的一个环节，图1所示为Turbo译码的原理框图，在成员译码器1与成员译码器2之间的前向通路和反馈通道分别存在有交织和解交织单元，他们的交织方式和规模影响着整个译码的性能。
本文将就Turbo码中交织器参数的选择及其性能和实现进行探讨。
2 Turbo码交织器原理及结构根据交织器的来源和交织方式不同，我们可以把交织器概括为三类：一类是Turbo码论著中的标准交织器（Standard Interleavers）；一类是已经设计出来的经过测试发现一些问题的；另外一类就是结合具体应用，选用一些优化的交织器设计方法来设计的。
本文将通过对前两类的总结，结合Turbo码在通信传输系统中的具体应用，提出一种优化的交织器设计方案。
交织的目的就是将信道中突发错误的位置随机化，对于级联纠错码中使用的交织器来讲，衡量其性能的很重要的参数就是它对突发错误的扩散能力。
通信系统中常用的标准交织方式一般有这样几种：一种为分组交织（矩形交织）方式。
这种交织器采用R×C矩阵形式，图2(a)为码字重量为4的矩形交织示意图，按行顺序地写入数据，然后按列读出，序列的重量不会改变。
Turbo码在第三代移动通信中应用技术
本科生毕业论文（设计）中文题目Turbo码在第三代移动通信中应用英文题目学生姓名班级学号学院专业指导教师职称摘要Turbo码是应用在CDMA2000系统中的新的纠错编码技术。
自从被提出之后，已经从最初的理论研究，发展到成功的应用到第三代移动通信系统当中。
Turbo码的纠错性能优于卷积编码，但是译码复杂度高，而且编码时延较大，适用于对时延要求不高的高速数据业务。
本文主要介绍了Turbo码的产生背景，研究现状以及应用的领域。
掌握了Turbo码编码器的结构和译码器的原理。
在无线通信系统中，无线信道的特性对信号传输的影响非常大，本文介绍了无线信道的特性，信道衰落的产生的原因以及CDMA2000系统的空中接口的物理信道，引出了在信道纠错编码领域中一项就有突破性意义的技术，即Turbo码技术。
Turbo不仅在信道编码领域凸显出其优异的性能，基于Turbo码的基本思想，尤其是迭代译码的思想，Turbo码与其他技术结合时，可以对整个系统提供更好的性能。
还介绍介绍Turbo码在cdma2000中的应用仿真，并对它的性能进行了分析以及在设计Turbo的相关参数时应该注意的问题。
最后对本毕业设计做了简要总结及致谢。
关键词Turbo码编码译码CDMA2000ABSTRACTTurbo code is an error correctioncoding techniquesusedintheCDMA2000 system. Since the turbo code was proposed,turbo code has been applied in the third generation mobile communicaton system successfully.Error correction performanceofTurbo codeis better thantheconvolutional encoding.Becauseturbo code’s decoding is high complexityandcodingdelayis long ,it is fit fordelaylow-speed data services.This paper describes the backgroundofTurbo codes, and its theareasofcurrent researching andapplications. I learn theprincipleofthe structureoftheTurbo Encoderanddecoder. Inwireless communication systems, radio channelcharacteristics ofthesignal transmissionis very large.This article describes thecharacteristicsofthewireless channel, thechannel fadingcauses andCDMA2000air interfacephysicalchannel.There isabreakthroughtechnologyinthefieldofthe channelerror correction coding. Not only Turbo codereflectsexcellent performanceinthefieldofchannel coding, especiallytheideaofiterative decodingbasedonthe basic ideaofTurbo codes, but also Turbocodes andothertechnologiescanprovide better performancein the entire system.This articlealso describestheapplicationofTurbo codesin cdma2000simulation,and makesperformanceanalysis, anddiscibe what theproblemshould be noted when peopledesigntheTurbo. Finally, I made a briefsummaryandthanks inthis graduation.Keywords Turbo-code Coding decoding CDMA2000system目录第一章绪论11.1 第三代移动通信11.2 Turbo码的起源11.3 Turbo码研究现状21.4 Turbo码的应用领域3第二章Turbo码编译码原理62.1 编码原理62.2 分量编码器和删余器72.3 交织器92.4 解码原理112.5 解码算法132.6 小结19第三章Turbo码在CDMA2000中的应用203.1 无线信道的特性203.2 CDMA2000系统223.3 CDMA2000的空中接口233.4 CDMA2000物理信道253.5 CDMA2000中Turbo码的关键技术283.6 Turbo码与其他技术的结合303.7 CDMA2000中的Turbo编码器与交织器333.8 小结38第四章Turbo码的Matlab仿真及其仿真结果分析404.1 编码约束度对Turbo码性能的影响404.2 迭代次数对Turbo码性能的影响414.3 交织长度对Turbo码性能的影响424.4 码率对Turbo码性能的影响43结论46致谢48参考文献50第一章绪论1.1第三代移动通信（0001）第三代移动通信系统[1]，简称3G（3rd-generation），是指工作在2G频段上支持高速数据传输的蜂窝移动通讯系统。
Turbo码理论及其应用的研究
Turbo码理论及其应用的研究Turbo码理论及其应用的研究引言：随着通信技术的不断发展，人们对于信息传输质量和性能的要求越来越高。
而在这个过程中，编码是一个至关重要的环节。
编码是一种通过增加冗余信息来增强数据传输可靠性的技术，它可以在信息传输过程中对数据进行差错纠正。
而在编码中，Turbo码作为一种高效的纠错编码技术，引起了人们的广泛关注。
本文将对Turbo码的理论和应用进行研究。
第一部分：Turbo码的基本原理Turbo码是由Claude Berrou等人于1993年提出的一种编码技术。
Turbo码是通过串并联两个卷积码的编码器组成的。
它具有很好的纠错能力，并在传输过程中有效地对信道噪声进行抑制。
Turbo码的基本原理是将要传输的数据分成多个小块，然后通过两个相同结构的卷积码编码器分别对这些小块进行编码。
在编码的过程中，Turbo码引入了一个称为迭代译码的过程。
迭代译码的主要目的是通过在译码器之间交换信息来提高译码性能。
迭代译码可以使得Turbo码的纠错性能更好，并且有效地减小了译码误差。
第二部分：Turbo码的性能分析Turbo码的性能分析是对Turbo码的错误性能和译码性能进行分析和评估。
通常使用误码率（BER）和块错误率（BLER）来度量Turbo码的性能。
Turbo码的纠错性能主要取决于两个卷积码的性能以及迭代译码的次数。
经过实验和模拟的验证，可以发现Turbo码在相同的编码率下，相较于传统卷积码，能够取得更低的误码率和块错误率。
而Turbo码的译码性能则主要取决于译码算法的选择。
根据实验结果，平均迭代译码算法和准似然译码算法是目前应用最广泛的译码算法。
这些算法对于迭代译码过程中产生的软信息进行了充分利用，从而提高了Turbo码的译码性能。
第三部分：Turbo码的应用Turbo码在通信系统中有广泛的应用。
其中，最典型的应用是在移动通信系统中的无线信道编码。
由于无线信道的复杂性和噪声干扰，数据的传输容易受到干扰和损坏。
高码率Turbo码中确定性交织器的设计
摘 要： 交织 器设 计在 Ｔ ｒｏ ｕｂ 码理 论 中具有重要地位 ， 高码率 Ｔ ｂ ｒ ｕ ｏ码对交织器 具有特殊要求 。通过对影 响交 织
器设 计 的５个重 要 因素分析 ， 研究 了如何设 计理想 的 Ｔ ｂ 码交织 器 ， ｒ ｕ ｏ 并讨论 了 ３种 常见确定性 交织器 的映 射函
Ｔ ｒ 码 中交织器 主要有 以下 ２ ｕｏ ｂ 方面的作用 ： 抗信道 突发错误 ； 改变码的重量分布 ， 控制编码序列的距离特 性等¨ 。但是对于如何设计理想的交织器还没有明确的认识。本文中通过分析 Ｔ ｒ 码交织器的设计 Ｊ ｕｏ ｂ 方法 ， 对高码率 Ｔ ｒ 码 中 ３种确定性交织器的设计进行分析证明和性能模拟。 ｕｂ ｏ 在高码率 Ｔ ｒ 码设计时不仅要考虑交织器的作用 ， ｕｏ ｂ 而且 还要兼顾删 除后校验信息 的分布情况。 目 前常用的确定性交织器是以规则的方式进行交织 ， 收发两端可以通过一定 的协议来确定交织器的工作方 式， 而在采用 了随机性交织器的 Ｔｒｏ ｕｂ 码系统 中， 由于交织器的随机性 ， 在传 输编码序列的同时还需传输
基于全交织Turbo码方案
Ａ（ ｚ ＝ ∑ ， ｗ，） ，
１
＝
Ｊ 。
；
Ｊ一
（ １ ）
．
¨
（ ２）
式 （ ）和 （ ）间存在关 系式 １ ２
Ａ（ ｚ ：∑Ｗ ｌ （） Ｗ，） ｍ ｚ． Ａ
（） ３
ｅ 的存储 长度 ）当仅考虑传输 ｘ 和 】 若突 ， ， ｋ 时，
发长度 Ｌ≥２ 刚存在 Ｘ 和 ｖ 同时出错 的情 ｍ， 】 况． 也就是说 ， 出现了不可纠的错误 比特 ． 因此 ， 如 果将输入信息 以 经过交织再送往成员编码器 ｅ， ．
如图 ２所示 ， ｕｂ 编 码 器 的 纠错 性 能 必 然 能 Ｔ ｒｏ码
根据输入冗余重量计算函数和 Ａ ． 可得 （ Ｚ） 出比特 错误 率的一个 近似 紧上 界【 为
（ ≤｛∑Ｄ ｅ （ＲＥ／０ （ Ｐ ） ￣ ｆｍ ｂ ） ４ ｒ ｃ Ｎ ， ）
式中 ，
１
图 ２ 全交织 的 Ｔｕ ｏ ｒ 码编码器 ｂ
量
码 编码 器
为 １３ 不考虑增信删余） ［Ｋ， ／（ 的 ３ Ｋ］线性分组
码．
图 １ 冗 余 重 量 计 算 函 数 Ａ （ ，） ｗ ｚ 和校验位条件重量计算 函数 Ａ Ｚ） （
可分别 表示如 下［ ： ２ Ｊ
信道． 由于 Ｙ＾ ２是 经 交织器 ａ 交织后由成员编码器 ｅ 产生 ， ２ 因而 Ｙｋ ２ 的输出改变了其与 以 在位置顺序上的一一对应 关系 ， 也就 是 改变 了 Ｔｕｂ 码 编 码器 的输 出码距 ｒ ｏ 离分布 ， 从而提高了 １ ０ ｂ 码的纠错性能＿ ． １ 由圈 Ｊ ｌ可 知 ， 和 Ｙ 问 在 位 置 上 依序 对应 ， 显 以 ｌ之 很 然， 在存在突发误差的信道中 ， 这种结 构会影 响 Ｔ ｒ 码的纠错性能． ｕｂ ｏ 因为 “只与 以 及其前 ｍ 个输入成员编码器 ｅ 的信息 比特直接有关（ 为 ｍ
turbo码的原理
turbo码的原理Turbo码是一种常用的编码技术，用于提高数字通信系统的可靠性和性能。
它是由Claude Berrou等人于1993年提出的，并被广泛应用于无线通信、卫星通信等领域。
Turbo码的原理基于迭代解码算法，其核心思想是通过引入两个编码器以及一个交织器来增加编码效果，从而提高系统的传输性能。
Turbo码的编码过程可以分为两个步骤：交织和编码。
首先，输入数据被交织器处理，这是为了减小错误比特之间的相关性。
交织器将输入数据分成多个子块，并按照一定的规则进行交织，使得相邻的比特之间的相关性尽可能减小。
接下来，交织后的数据被输入到两个相互独立的编码器中。
每个编码器都采用递归系统卷积码（RSC码）进行编码。
RSC码是一种具有良好纠错能力的编码技术，通过引入一个内部状态来增加编码效果。
编码器将输入数据与内部状态进行运算，生成编码后的输出序列。
其中，一个编码器的输出序列作为系统的输出，另一个编码器的输出序列则作为交织器的输入。
在解码过程中，Turbo码采用了迭代解码算法，也称为Turbo解码。
迭代解码的核心思想是通过多次迭代反馈来不断改进解码结果。
解码器首先对接收到的数据进行初步解码，得到一个近似的解码结果。
然后，将解码结果与接收到的数据进行比较，得到一个反馈信息。
根据反馈信息，解码器对接收到的数据进行重新解码，得到一个更加准确的解码结果。
迭代解码的过程会重复多次，直到得到满意的解码结果。
Turbo码的强大之处在于其迭代解码算法能够有效地减小误比特率。
由于加入了交织器和多次迭代解码的过程，Turbo码能够有效地抵抗信道噪声和传输错误，提高系统的可靠性。
与传统的编码技术相比，Turbo码在同等条件下能够获得更低的误比特率，从而提高系统的性能。
Turbo码还具有一些其他的优点。
首先，Turbo码的解码复杂度相对较低，能够在实际应用中满足实时性要求。
其次，Turbo码的设计灵活性较高，能够根据不同的应用场景进行优化调整。
Turbo码交织器的设计与性能分析
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码 的 自由距 离 并 不 大 但 由 于 交织 使 得 T u r b o 码 与卷 积 码 相 比 其 重 量 相 近 的码 字数 目要 少 得 多 从 而 使得 在 定 条 件 下 T u r b o 码 的 译 码 差 错率 比 卷 积码 的 差 错 率 低 T u r b o 码交织 器的设计 般应 符 合 以 下准 则 ： 最大 程度 地 置 乱 原 来 的数 据 排 列 顺 序 避 免 置 换 前相 距 较 近 的数据 在 置 换 后仍 然 相 距 较 近 特 别 是 要 避 免相 邻 的 数 据 在 置 换 后 仍然 相 邻 ； 尽 可 能 避 免 与 同 信 息位直接 相 关 的 两 个 分 量 编 码 器 中的 校 验 位 均 被 删 余 ； 对 于 不 归 零 的 编码 器 交 织 器 设 计 时 要 避 免 出现 尾 效 应 图 案 ； 在满 足 上 述 要 求 的 交 织 器 中再 选择 个 好 的 交 织 器 使码 字 间 的 最 小 距 离尽 可 能大 而 重 量 为 最 小 重 量 的码 字 尽 可 能 少 以改 善 T u r b o 码 在高信 噪 比 时 的 性 能 ； 在 设 计 交 织 器 时 应 考 虑具 体 应 用 系 的 数 据 帧 的 大 小 使 交织深 度 在 满 足 时 统 延 要 求 的 前提 下 与 数据帧 大小 致 或 是 数 据帧 长 度 的 整 数 倍
u r
b
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器的作用
一
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“
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Turbo码的算法及实用化研究
Turbo码的算法及实用化研究
Turbo码，是法国人Berrou等在1993年ICC上提出的一种采用重复迭代译码的并行级联码。
模拟结果表明，如果采用大小为65536的随机交织器，进行18次迭代，则在E<sub>b</sub>/N<sub>o</sub>≥0.7dB，码率为1／2的Turbo 码在AWGN信道上的误码率P<sub>e</sub>≤10<sup>-5</sup>，达到了近Shannon 限的性能。
Turbo码的优良性能，受到了移动通信领域的广泛重视，在第三代移动通信系统中，非实时的数据通信广泛采用了Turbo码。
因此，Turbo码被认为是1982年TCM技术问世以来，信道理论与技术研究上所取得的最伟大的技术成就，具有里程碑的意义。
本文主要介绍了Turbo码的编解码方法，通过大量的仿真对交织器进行了分析，提出了Turbo码的一种改善的译码方法和Turbo码部分结构的VHDL设计。
本文分为四个章：第一章绪言对通信系统、移动通信系统、差错控制系统、纠错码等作了简单的介绍；第二章对Turbo码的常见编解码方法进行了详细的阐述，比较了部分算法的性能，并且介绍了Turbo码最新的发展动向；第三章对介绍了Turbo码的仿真方法，对多种交织方法进行了说明、比较了它们的性能并且分析了取得不同性能的原因，比较了Turbo码的其他一些参数对性能的影响，最后提出了Turbo码的一种改善的迭代译码算法；第四章介绍了EDA技术，提出了Turbo 码部分结构的VHDL设计方法，主要包括交织器的设计和编码器的设计。
Turbo码编译码关键问题的研究
Turbo码编译码关键问题的研究
Turbo码具有近Shannon限的性能，它的出现被看作是信道编码理论发展史上的一个里程碑，它使人们设计信道编码的方法从增加码的最小汉明距离转向了
减少低重量码字的个数(错误系数)。
本文主要是以分析RSC分量码的自结尾序列为研究目标，对所设计的级连交织器的特点及它对Turbo码重量谱的影响进行研究。
接着介绍了对Turbo码的删余算法，对译码算法及量化性能，编译码的实现进行的研究与分析。
全文主要集中在以下几点上： 1．介绍了信道编码理论与技术的发展，讨论了Turbo码的基本原理和研究现状； 2．系统分析了采用自结尾序列分析交织器性能的方法，证明了其若干有用的性质，研究了一种级连交织器的设计。
3．系统研究了Turbo码的删余算法，并基于此提出了删余算法的准则，极大改善了删余后编码的性能损失； 4．系统地研究了Turbo码的各种迭代译码算法的原理，对算法中参数的取值进行了讨论，并在AWGN信道上进行了仿真比较。
5．介绍了作者对Turbo码编译码的硬件实现方法方面所取得的研究成果及具体电路图。
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基于DRP交织器的Turbo码研究
摘要：turbo码作为信道编码方案，可以获得较高的误比特性能，而交织器的设计是影响turbo码性能的关键环节。
给出了drp交织器的实现方法，通过相关系数和误比特性能方面，分析其优点，并进行计算机模拟仿真。
关键词： turbo码drp交织器相关系数
research on turbo codes based on drp interleaver
zheng limin，wang yanping
(henan industry and trade vocational college the department of electrical engineering，zhengzhou henan 450012, china)
abstract: high ber performance could be obtained by employing turbo codes as channel coding scheme , whereas the design of interleaver was the key factor which influenced the performance of turbo codes. it is presented drp interleaver and its algorithm. through the relative coefficients and bit error performance, it analysised its advantages and simulated by computer.
key words: turbo codes; dithered relative prime interleaver; relative coefficients
1.引言
turbo码[1]的编码结构如图1所示。
其中交织器是一个很关键
的角色，将信息序列中的n个比特的位置进行随机置换，不但使turbo码的输出具有随机长码的特性，并且不同交织器对turbo码性能有着不同的影响。
因而交织器的设计是turbo码设计中的一个重要方面。
2.drp交织器（dithered relative prime交织器）
交织器是一种置换i→π（i）即改变n个输入数据的排列次序。
可表示为：
vout(i)=vin(π(i)),i=0,1,...n-1（1）
dithered relative prime交织器（drp交织器）[2]是基于线性同余交织器之上设计的，由3个交织器串联而成，即π(i)=πa （πb（πc（i）））,i=0,1,...n-1。
图2是设计步骤。
其思想是长度为n的输入数据vin，采用m个长度为r的小交织器对每m个数据进行交织，其中n＝m×r，小交织器用矢量r来定义。
然后对得到的数据va进行线性同余交织，
π（i）= (v+ik)modn,i=0,1,...n-1（2）
其中n为交织深度，v为起始序号，常取0值，k为附近奇数且（k,n）=1
这时的交织深度为n。
完成后再对得到的数据vb采用n个长度为w的小交织器对每n个数据进行交织，其中n＝n×w，小交织器用矢量w来定义。
表达式如下:
va(i)=vin(πa(i)),i=0,1,...n-1 （3）
vb(i)=va(πb(i)),i=0,1,...n-1 （4）
vout(i)=vb(πc(i)),i=0,1,...n-1 （5）
其中πa(i)=r[i/r]+rimodr,i=0,1,...n-1，π
b(i)=(v+ik)modn,i=0,1,...n-1,
πc(i)=w[i/w]+wimodw,i=0,1,...n-1
[x]表示小于等于x的最大整数，x mod y表示x除y的余数。
drp交织器由2个数字v，k和2个矢量r、w计算得到，因此须存储2个数字和2个矢量才能确定一个drp交织器。
3.相关系数
由于交织器的作用主要是降低子编码器的输入序列之间或外信息与信道输入之间的相关性，因此选择交织器要尽可能使序列在交织前后的相关性最小[3]。
对二元通信系统来说，假定每个信息比特以等可能概率1/2取“0”或“1”，两个长度均为n，交织器的输入输出为二进制序列(x0,x1,...xn-1)和(y0,y1,...yn-1)，则交织前后序列的相关系数ρ为：
根据概率论，ρ与具体的交织算法有密切的联系。
一个好的交织器应具有较低的相关系数，尽量地减小交织前后数据序列之间的相关性，从而提高系统性能。
用此方法比较线性同余交织器和drp交织器的性能。
图3是使
用式（6）来统计得到的交织器性能图。
图中n表示帧长，可以看出，短帧长的线性同余交织器性能较差，长帧长的线性同余交织器的性能较好，帧长为192和帧长为1024的交织器的性能差距非常明显。
而短帧长和长帧长的drp交织器的性能都比较好。
4.性能分析
图4是turbo code的比特误码率与信噪比的关系。
每条曲线所用交织器不同,其他仿真条件都一样。
在awgn环境下，交织长度为1024，两个子编码器的生成矩阵为（1，g(d)/h(d)）=(1,(10001)/（10011）),编码率为1/3，仿真数据总长为1,000,000,000，没有使用删余。
采用bpsk调制方式，译码算法是log-map算法，进行6次迭代。
其中线性同余交织器的v＝537,k＝157。
drp的v＝537,k ＝391,r＝w＝8，矢量r=[56127430]，矢量w=[71450326]。
从图中可以看出，当信噪比较低时信道衰落幅度较大，三个交织器性能相差不大。
随着信噪比的增大，交织器的结构起了决定性的作用，drp交织器的ber更低一些，性能最好。
drp交织器之所以能取得比线性同余交织器更好的性能，是因为加入了两个小的交织器：矢量r和w。
这两个小交织器在不破坏第二步的线性同余交织器的性能前提下，增加了交织器的随机性。
5.结束语
本文讨论了用于turbo码的drp交织器，从相关系数方面衡量了交织器的性能，并仿真了比特误码率与信噪比的关系。
仿真结果
表明，在相同的条件下，drp交织器的性能要优于线性同余交织器和分组交织器。
参考文献：
[1]王新梅,肖国镇.纠错码[m].西安：西安电子科技大学出版社2001.
[2]邹雪兰,酆广增.交织器对turbo code系统性能影响的研究[j].南京邮电学院学报，2001，21(1): 9-14.
[3]s.crozier and p. guinard,“distance upper bounds and true minimum distance results for turbo codes designed with drp interleavers,”in proc. 3rd int. symp. turbo codes, 2003,pp.169-172.
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