基于matlab的turbo码编码的结题报告 彭锦程
基于Matlab的Turbo码仿真研究
西华大学毕业设计说明书
1 绪论
随着通信技术和计算机技术的迅猛发展，每时每刻都在不断涌现出新的通信和信息 业务，同时各个用户对通信质量和数据传输速率的要求也不尽相同。由于传输信道本身 特有的噪声和衰落的原因，信号到达接收端时难免的会受到干扰而使信号失真。现在一 般采用差错控制码来检查并纠正由信道失真引起的信息传输错误。 由于差错控制码主要 用于实现信道纠错， 所以又称为纠错码。 编译码技术的日益成熟使其应用领域不断扩大， 比如在众多信息交换和存储设备中的广泛应用。 现代信息和编码理论的奠基人 C.E.Shannon 在 1948 年提出了著名的信道编码定理， 在定理中 Shannon 给出了在数字通信系统中实现可靠通信以及在特定信道上实现可靠通 信的信息传输速率上限的方法。Leabharlann 西华大学毕业设计说明书目 录
1 绪论 .................................................................... 1 1.1 数字通信系统的结构 ............................................... 1 1.2 Turbo 码的研究现状 ................................................ 2 1.3 Turbo 码系统仿真模型设计 .......................................... 3 2 Turbo 码的编码 .......................................................... 5 2.1 Turbo 码编码结构 .................................................. 5 2.2 本章小结 ......................................................... 8 3 译码 ................................................................... 9 3.1 Turbo 码的译码结构 ................................................ 9 3.2 基于后验概率的译码算法(MAP 算法) .................................. 9 3.3 MAP 算法的简化算法 ............................................... 13 3.4 迭代译码 ........................................................ 14 3.4.1 算法推导 .................................................. 15 3.4.2 不同迭代次数仿真 .......................................... 16 3.5 本章小结 ........................................................ 18 4 交织器的设计 .......................................................... 19 4.1 交织器的概述 .................................................... 19 4.2 交织器的设计 .................................................... 19 4.2.1 交织器的分析及设计 ........................................ 19 4.2.2 设计过程 .................................................. 20 4.2.3 S-随机交织后输出 .......................................... 22 4.3 本章小结 ........................................................ 23 5 程序设计 .............................................................. 24 5.1 软件介绍 ........................................................ 24 5.2 Turbo 码程序设计流程图： ......................................... 25 5.3 程序仿真及结果分析 .............................................. 27 6 总结与体会 ............................................................ 30 7 致谢 .................................................................. 31 8 参考文献 .............................................................. 32 9 附录：仿真程序 ........................................................ 33
基于Turbo码的分布式视频编码研究的开题报告
基于Turbo码的分布式视频编码研究的开题报告题目：基于Turbo码的分布式视频编码研究一、研究背景与依据随着视频数据在互联网、移动通信等领域的广泛应用，视频编码技术成为了当前的研究热点。
现有的视频编码技术主要是基于单一源的压缩编码算法，这种方法存在一些不足之处，比如在移动互联网领域只能适应低速率和低码率的场景，不能有效满足高清视频传输的需要。
分布式视频编码是一种新型的视频数据压缩传输技术，通过多个源码流的编码和解码来达到数据冗余度的最小化，从而实现更好的视频压缩效果和更高的传输质量。
Turbo码是一种高效的信道编码技术，在多媒体通信领域也有广泛的应用。
因此，本研究将结合Turbo码技术，探讨分布式视频编码技术的应用和优化，为视频编码传输技术的发展做出贡献。
二、研究目的与内容本研究旨在通过Turbo码技术的应用和优化，实现分布式视频编码的性能优化和效率提升。
具体研究内容包括：1.分析分布式视频编码的原理和优势，并将其与传统视频编码技术进行比较。
2.研究Turbo码的原理、特点和应用，以及在分布式视频编码中的优化方案。
3.实验测试分布式视频编码在不同场景下的传输效果和性能指标:如图像清晰度、传输速度、码率、误码率等。
4.通过比较实验结果，进一步提高分布式视频编码的性能和应用效率三、研究方法和技术路线本研究采用实验方法和理论分析相结合的方式，以分布式视频编码为核心研究对象，以Turbo码技术为重点研究方向。
具体技术路线包括：1.对分布式视频编码的原理和优势进行理论分析，清晰阐述其技术特点和优化方案，为后续的实验研究奠定基础。
2.研究Turbo码的编码/解码原理、算法实现和性能优化方案，梳理相关的文献资料，以掌握Turbo码技术的基本理论和应用。
3.根据研究目标，设计基于Turbo码的分布式视频编码方案，包括码流分割、编码、传输、解码和重构等过程。
4.通过实际的测试和性能指标分析，进一步优化分布式视频编码算法，以提高其性能和应用效果。
一种改进的turbo码译码算法
一种改进的turbo码译码算法
崔静波
【期刊名称】《信息安全与技术》
【年(卷),期】2013(004)008
【摘要】本文主要针对目前turbo码的对数最大后验概率(Log-Map)译码算法和工程中普遍使用的最大值近似最大对数后验概率(Max-Log-Map)译码算法的性能进行了研究和分析,并提出了一种基于泰勒级数近似最大对数后验概率译码算法(Taylor-Log-Map)译码算法.此算法计算简便,易于工程实现,同时具备更加接Log-Map译码的性能.文中在对新算法进行理论推导后,给出了仿真.
【总页数】2页(P28-29)
【作者】崔静波
【作者单位】中国人民解放军65020部队辽宁大连 116200
【正文语种】中文
【相关文献】
1.Turbo码的一种高效改进型MAP译码算法 [J], 赵宏宇;范平志
2.一种改进的Turbo乘积码译码算法 [J], 张怡;徐黎
3.一种改进的Turbo码译码算法 [J], 董爚;王晓明;宿相萍;许江涛
4.一种改进的Turbo码全并行译码算法迭代停止准则 [J], 赵瑞祥;潘克刚;王欣婷
5.一种改进的Turbo码译码算法及其FPGA实现 [J], 卜祥元;杨行;邱源;方金辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Turbo译码的自适应迭代停止算法
Turbo译码的自适应迭代停止算法王艳岭;达新宇【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)009【摘要】为降低Turbo译码延迟,提出一种自适应控制的迭代停止算法.利用SISO1产生的对数似然Λi(1)(m)代替SISO2产生的对数似然比Λi-1(2)(mπ-1),并根据信道信噪比的不同,自适应选择门限参数.理论推导和仿真结果表明,该算法能有效降低译码平均迭代次数,消除单一迭代算法的不稳定性,提高译码速率.%In order to shorten the Turbo decoding delay, a new adaptive iterative stopping algorithm is given. The new algorithm replaces the Log-LikelihoodRatio(LLR) ∧(2)i-1(mπ-1) produced by SISO2 with ∧i(1)(m) produced by SISO1. Based on the differences in Signal Noise Raito(SNR) of signal channel, the new algorithm chooses threshold parameters adaptively as well as reducing the iterations and the decoding delay to the greatest extent. Theoretical computation and simulation results show that the new algorithm can reduce the average iterations of the decoding effectively,eliminate the instability of single iterative algorithm and increase the decoding rate.【总页数】3页(P282-283,287)【作者】王艳岭;达新宇【作者单位】空军工程大学电讯工程学院,西安,710077;空军工程大学电讯工程学院,西安,710077【正文语种】中文【中图分类】TN927.2【相关文献】1.基于LDPC／Turbo双模译码器的自适应迭代译码算法研究 [J], 王秀敏;洪芳菲;殷海兵;李正权;肖丙刚2.改进的Turbo码自适应迭代译码算法及其性能仿真 [J], 张振川;王建英3.基于Turbo码译码的动态停止迭代译码算法 [J], 罗楚新;杜海明4.一种改进的Turbo码全并行译码算法迭代停止准则 [J], 赵瑞祥;潘克刚;王欣婷5.一种适用于Turbo译码的新型迭代停止算法 [J], 刘建军;郑荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Turbo码编译码器的研究与实现的开题报告
Turbo码编译码器的研究与实现的开题报告一、研究背景及意义1.1 研究背景Turbo码是一种强大的纠错编码技术，被广泛应用于无线通信、数字电视传输等领域。
其性能比传统的纠错编码技术（如卷积码、BCH码等）更为优秀，可以将信号传输距离扩大，提高信道的可靠性。
Turbo码的编码和解码操作较复杂，需要借助于Turbo码编码器和Turbo码译码器完成相关工作。
1.2 研究意义Turbo码编译码器的研究和实现对于现代通信系统的提高和完善具有重要的意义。
通过研究Turbo码的编码原理和解码算法，可以提高通信系统的误码率能力，增强通信系统的抗干扰能力，并且可以提高实际通信系统的工作性能和传输效率，进一步推动移动通信、数字电视、卫星通信等现代通信技术的持续发展。
二、研究目标及内容2.1 研究目标本项目的研究目标是深入研究Turbo码的编码原理、Turbo码译码算法，并实现Turbo码编码器和Turbo码译码器，验证其性能和效能，为Turbo码在通信系统中的应用提供技术支持。
2.2 研究内容本项目主要的研究内容包括以下几个方面：（1）Turbo码编码原理的研究：学习Turbo码的编码原理，深入理解Turbo码累积信道编码器的结构和过程，为Turbo码编码器的实现提供理论基础。
（2）Turbo码解码算法的研究：掌握Turbo码的译码算法，研究Turbo码译码器的结构、运算步骤和性能分析等，为Turbo码译码器的实现提供理论支持。
（3）Turbo码编码器的实现：基于Turbo码编码原理，实现Turbo 码编码器的硬件平台，设计Turbo码编码器的流水线结构、存储器架构和控制逻辑等。
（4）Turbo码译码器的实现：基于Turbo码译码算法，实现Turbo 码译码器的硬件平台，设计Turbo码译码器的流水线结构、存储器架构和控制逻辑等，验证Turbo码的译码性能和效率。
三、研究方法本项目的研究方法包括文献查阅、理论研究、软件仿真和硬件设计等几个方面：（1）文献查阅：收集Turbo码编码和解码相关的文献资料，了解Turbo码的理论基础、算法原理和性能分析等。
高性能Turbo编译码技术研究的开题报告
高性能Turbo编译码技术研究的开题报告一、研究背景Turbo编码系统在通信领域的广泛应用和发展，使得Turbo编码编解码系统的性能得到了快速提升，成为无线通信系统中重要的信道编码技术。
现有的Turbo编码技术已经可以满足多种信道情况的要求，而高性能Turbo编译码技术则是指在保证Turbo编码性能的前提下，通过各种优化技术提高Turbo解码器的效率，实现高速、低功耗的Turbo解码，以满足在大规模通信系统中的需求。
二、研究内容本次研究的内容主要包括以下方面：1. 研究Turbo编码的基础知识，包括Turbo编码原理、迭代解码等。
2. 研究Turbo编码的性能分析及提高Turbo编码性能的方法和技术，如优化Turbo编码的迭代次数、提高Turbo码的解码性能等。
3. 研究Turbo解码器的结构优化，包括设计多级流水线解码器、采用高效的算法和实现技巧等。
4. 研究Turbo解码器的实现技术，包括使用FPGA、ASIC等高效实现Turbo解码的技术。
三、研究目的通过对Turbo编码的性能分析以及Turbo解码器的结构优化和实现技术的研究，实现高性能的Turbo编译码技术，具有以下优势：1. 在保证Turbo编码性能的同时，提高了Turbo解码器的效率，可以更快、更准确地对接收数据进行解码。
2. 实现了Turbo解码的高速、低功耗，具有很高的实用价值和推广前景。
3. 为无线通信系统中Turbo编码技术的发展提供更加完备、高效的解决方案。
四、研究方法本研究采用文献调研和算法分析相结合的方法，分析Turbo编码的原理、性能以及Turbo解码器的结构，并通过计算机模拟实验进行Turbo编译码技术的性能测试，并运用FPGA、ASIC等实现技术进行硬件实现。
五、研究预期成果本研究的预期成果主要包括以下方面：1. 了解Turbo编码的原理、性能以及Turbo解码器的结构优化。
2. 实现高效率的Turbo解码处理器，并验证其性能超越当前已有解码器。
基于MATLAB的Turbo码译码算法研究
的复杂性介于 Ｓ Ｏ Ｖ Ａ和 Ｌ Ｏ Ｇ． ＭＡＰ算法之 间。
码 结构 和 几种 常用 的迭 代译 码 算 法 ，对这 几种 算法 的 复杂度 进行 了对 比分 析，并 给 出基 于 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 不 同的译 码 算 法 对 Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ 码 性 能
的影 响 ，为 Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ码 应 用 到 无 线 通信 中奠定一定基础 。
ห้องสมุดไป่ตู้
的译码器、交织器和解交织器通过迭代循环完
成 译 码过 程 。
４ 基于Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 不 同译码 算法对Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ 码性
能 的影响
在 四种算 法 中，ＭＡＰ算法 是性能 最好 ，
其译 码原 理是 ：接收 的信 息序 列经 解复
好。
Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ码 是 由法 国 的 Ｃ ． Ｂ ｅ ￣ ｏ ｕ 、Ａ． Ｇ ｌ ａ ｖ ｉ ｅ ｕ ｘ
一
位 的似然值 ，再经解 交织器，被反馈回译码
器１ ， 为 下 一 次 译 码 做 准 备 。经 过 Ｎ 次 迭 代 ，
７ ． Ｔ ｈ ｉ ｔ ｉ ｍａ ｊ ｓ ｈ ｉ ｗａ等人 首 先在 １ ９ ９ ３年瑞 士 召 勺国际通 信会 议 Ｉ ＣＣ上提 出 的一种 新型 纠
一
步完善 。
参考文献
［ １ 】刘 东华 ． Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ码 原理 与应 用技术 ［ Ｍ ］ ．北 京 ：电子 工业出版社 ， ２ ０ ０ ４ ．
Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ码 编码 结 构 是 由 两个 相 同的 Ｒ Ｓ Ｃ 妻编码 器通过 交织器 并行级联 而成。 Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ码编码 原理：将需要 编码 的信息序 子三路进行编码。一路将信息序列直接送入
Matlab实现turbo编译码毕业论文
Matlab实现turbo编译码毕业论文目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 信道编码 (1)1.1 信道编码及信道编码的提出 (1)1.2 信道编码的发展历程 (1)1.3 信道编码的分类 (4)2 相关基本概念和常识 (5)2.1 关于纠错码的基本概念 (5)2.2 卷积码初步 (6)3 Turbo码的产生及研究现状 (7)3.1 Turbo码的产生背景 (7)3.2 Turbo码的研究现状 (8)4 Turbo码编码 (10)4.1 编码器各部分介绍 (10)4.2 编码原理及算法 (11)5 Turbo码译码 (15)5.1 译码器结构 (15)5.2 Turbo码迭代译码基本原理 (16)5.3 MAP(maximum a posteriori)算法 (17)6 Matlab介绍及仿真结果 (21)6.1Matlab程序设计语言概述 (21)6.2 程序仿真结果 (23)7 结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 信道编码1.1 信道编码及信道编码的提出所谓信道编码，就是按照一定的规则给待传送的数字序列{d}增加一些多余的码元，称之为监督码元，使不具有规律性的数字序列{d}变换为具有某种规律性的数字序列{c}，又称为码序列。
经变换后得到的码序列中，信息序列的诸码元与多余码元之间是相关的，接收端的译码器则根据这种相关性来检测和纠正传输过程中产生的差错。
长期以来，人们一直在努力探索着如何安全可靠的进行信息传输的途径。
1948年，香农（C.Shannon）在他的开创性论文《通信的数学理论》（A mathematical theory of communication）中，首次阐明了在有扰信道中实现可靠通信的方法，提出了著名的“有扰信道编码定理”，奠定了信道编码（即纠错码）的基石。
定理指出：在有噪声的信道环境下，只要信源的信息速率不超过信道容量，就可以找到一种编码方法，使信息的传输速率任意逼近信道容量，而传输的错误概率任意逼近于零，或者传输的失真度能够任意的逼近给定的要求，即实现可靠通信。
基于Turbo码的分布式信源编码的开题报告
基于Turbo码的分布式信源编码的开题报告一、课题背景及意义：在传统的信息传输中，要实现可靠的通信，需要通过纠错码保证传输的可靠性，但是此种方式存在一定的缺陷：码长升高，则纠错处理的时间也随之增加。
所以为实现高可靠性的通信并减少时间消耗，研究分布式信源编码显得非常必要。
对于基于Turbo码的分布式信源编码，其关键是通过利用分布式解码方法，快速准确地重构传输错误数据。
其对于现代通信领域中影响极其广泛，不仅适用于数据通信和语音通信等领域，也可用于多媒体和高清视频等大型通信场景。
二、研究内容和技术路线：1.研究Turbo码，深入分析其原理和实现方法。
2.学习分布式信源编码理论，分析分布式信源编码的数据传输原理3.结合分布式信源编码思想，设计适用于Turbo码的分布式信源编码算法。
4.在Matlab环境下对算法进行仿真实验，检测算法性能，并对比Turbo码算法的正确性和效率。
5.根据实验结果，对算法进行深入优化和探索。
三、研究进度和计划：第一周：明确项目研究目标，理解Turbo码的原理和应用。
第二周：阅读有关分布式信源编码方面的学术论文，了解分布式解码方法第三、四周：设计Turbo码的分布式信源编码，并进行初步算法测试。
第五、六周：实验仿真和数据整合，并对数据进行有效性和合理性检验。
第七周：根据实验结果进行算法优化和深入探索。
第八周：准备毕业论文，并进行中期检查。
第九周：对论文进行修改完善，并做好答辩准备。
四、预期成果：1.具备Turbo码的分布式信源编码知识及相关技能，对数据传输技术、信源编码技术和分布式解码技术有深入的理解。
2. 提出可行的实现Turbo码分布式信源编码的方案，具备对其有效判断的能力。
3. 在Matlab环境下对算法进行仿真实验，检验算法性能差异，提出可行的优化策略。
4. 较好地完成毕业论文和答辩，陈述出研究的意义和应用前景。
五、存在的问题和解决方案：1. 时间紧，任务重，在任务安排上要合理科学，严格把握计划时间表。
基于深度学习的Turbo码译码研究
收 稿 日 期 ：2020-09-(M 基金项 目 ：四川省科技计划基金资助项目（2019YJ0309) 作者简 介 ：朱进蓉（1 W 5 — ),女 ，在读硕十研究生，主要研究方向为信道编解码，E-mail:280l629441@qq.(.〇m;
秦明伟（通信作者），男 ，博士 ，副教授，主要从事软件无线电与认知无线电、高速信号采集与实时处理方向的研究, E-mail ：qinmingwei@ swust. edu. cn
Research on Turbo Code Decoding Based on Deep Learning
ZHU Jinrong1 ,G0 U Mingliang1',QIN Mingwei1"
(1. School of Information Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621000,China； 2. Key Robot I^aljoratory of Sichuan Province,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621000,China)
2 基于卷积神经网络的Turbo码译码网络
2 . 1 数据集的生成 在图 像 、语音识别等领域，神经网络中数据集的生
成所需的数据空间是无穷大的。因 此 ，无法对整个数 据空间作训练，只能先进行采样再 对 样 本 作 训 练 [ 。 而编译码问题的特殊之处在于:在编码端，其数据空间 是有限的。例 如 一 个 （n ，Jt) 二 进 制 Turbo码 编 码 器 ， 可 能 的 码 字 就 只 有 2( 种 ；但 是 在 接 收 端 ，由于信道经 过 了 加 噪 的 过 程 ，可 能 获 取 的 数 据 集 空 间 又 变 为 无 穷大。
基于Turbo码的差分级联译码算法
基于Turbo码的差分级联译码算法潘岩;庞伟正;王学寰;刘成德【期刊名称】《应用科技》【年(卷),期】2006(033)006【摘要】在一个未经信道编码的M-PSK/DPSK数字通信系统中,M-DPSK信号非相干解调比M-PSK信号相干解调要损失3 dB的信噪比,该情况同样出现在采用卷积信道编码的系统中.为了提高差分调制系统的性能,从级联编码的角度分析卷积编码、M-DPSK调制系统,采用Turbo算法实现对级联编码信号的接收.仿真结果显示,Turbo算法得到了比SOVA算法多3.5 dB的增益.在小BER情况下,M-DPSK 信号Turbo接收的性能好于M-PSK信号SISO译码.这种Turbo迭代思想也适用于具有类似级联编码结构系统的译码.【总页数】3页(P57-59)【作者】潘岩;庞伟正;王学寰;刘成德【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TP929.5;TN911.2【相关文献】1.级联的Turbo码和差分M-PSK调制的时-空分组码 [J], 许红军;郭庆燮2.基于Turbo-TCM与时空分组码的级联系统的次优译码算法 [J], 张路;匡镜明3.基于MATLAB的Turbo码译码算法研究分析 [J], 涂娟4.串行级联卷积码的差分解调译码算法 [J], 谢斯林;杨孔哲;杨柳;王雅慧5.基于RADIX-4的Turbo码全并行译码算法 [J], 赵瑞祥;潘克刚;王欣婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种低复杂度Turbo乘积码自适应Chase译码算法
一种低复杂度Turbo乘积码自适应Chase译码算法党小宇;陶静;虞湘宾;杨鹏程【摘要】This paper proposes a novel and low-complexity adaptive Chase iterative decoding algorithm for Turbo Product Codes (TPCs). Different from the previous reported results, during decoding, the new adaptive algorithm is based on the statistics of the number of the candidate sequences with the same minimum squared Euclidean distance in each row or column of TPC block firstly, and then the Least Reliable Bits (LRBs) can change according to the statistical results via the proposed steps. It can be verified by Monte Carlo simulations, when using the same extended Hamming code as TPC subcodes with coding efficiency of 0.879 and the Bit Error Rate (BER) is 410- , the coding loss of the proposed adaptive algorithm is just about 0.08 dB compared with Pyndiah’s iterative decoding algorithm using the fixed LRBs parameter in Chase decoder, but the average complexity of the proposed algorithm could be reduced about 40.4%.%针对Turbo乘积码(Turbo Product Codes, TPCs)中的译码问题，该文提出一种全新的低复杂度TPC自适应Chase迭代译码算法。
Turbo码概率-代数联合解码算法
Turbo码概率-代数联合解码算法
李建平;梁庆林
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2003(031)012
【摘要】Turbo码采用修正的BAHL et al.算法实现解码.这是一种基于软值的概率迭代解码算法.本文在保持Turbo码迭代软解码算法优点的基础上,充分利用Turbo码编码器结构这一确知条件,结合代数解码原理,提出了一种Turbo码概率-代数联合解码算法.该算法结合了概率解码和代数解码的优点,又有效避免了误差传播的发生,使Turbo码的纠错性能在原经典算法的基础上得到进一步的提高.该算法不仅为降低Turbo码的比特误码率和误差地板值提供了一种新的研究途径,而且因其更好的纠错性能而具有十分明显的实用价值.仿真实验结果显示,在比特误码率(BER)为10-3～10-4时,与经典Turbo码解码算法相比,采用该算法能获得0.1dB 左右的编码增益.
【总页数】4页(P1847-1850)
【作者】李建平;梁庆林
【作者单位】北京大学电子工程研究所,北京,100871;北京大学电子工程研究所,北京,100871
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于似然值概率密度演变的速率可变穿刺Turbo码的最优设计 [J], 吕淑娟;卫国;朱近康
2.大气光通信中Turbo码的最大后验概率译码 [J], 高宠;韩琦琦;马晶;谭立英;于思源;潘锋
3.Turbo码LOG-MAP解码算法及性能仿真 [J], 曹素华;肖扬
4.AWGN信道下Turbo码解码算法的选择 [J], 许可;万建伟;王玲
5.LTE系统咬尾卷积码的概率-代数联合译码算法 [J], 李婉;李建平
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Turbo码软判决输出维特比译码方案的改造
Turbo码软判决输出维特比译码方案的改造
王学东;焦春奇
【期刊名称】《无线电工程》
【年(卷),期】2002(32)12
【摘要】Turbo码是一种新的纠错编码，具有十分强的纠错能力。
Turbo码编码端采用两个或两个以上的卷积并行级联构成，译码端则采用以基于软判决信息输入／输出的反馈迭代译码结构。
译码算法是Turbo码设计的核心，现已有的两种主要的译码算法——MAP和SOVA。
SOVA是一种改进的维特比算法，使其可以逐比特输出与MAP算法类似的软判决信息。
该文综述了Turbo码SOVA译码的几种改进方式，并分析了这几种改进方式及仿真结果。
【总页数】5页(P18-22)
【作者】王学东;焦春奇
【作者单位】哈尔滨工业大学电子与通信工程系;哈尔滨工业大学电子与通信工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.Turbo码软输入/软输出最大后验概率译码模型 [J], 肖炜丹;唐忠礼;张曙
2.一种应用于DMB-T的基于RS码软判决译码的级联码方案 [J], 丁溯泉;杨知行;潘长勇;韩猛
3.分组Turbo码软判决自适应Chase译码算法的研究 [J], 张薇;刘星成;赵连强
4.与Huffman码相结合的卷积码软判决译码方案(英文) [J], 郭东亮;陈小蔷;吴乐南
5.与Huffman码相结合的卷积码软判决译码方案 [J], 郭东亮; 陈小蔷; 吴乐南因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种基于Matlab的Turbo码仿真技术的研究与实现
一种基于Matlab的Turbo码仿真技术的研究与实现
孙增友;赵云鹏;李春前
【期刊名称】《东北电力大学学报》
【年(卷),期】2007(027)006
【摘要】纠错编码技术作为改善数字通信可靠性的一种有效手段,在数字通信的各个领域中获得极为广泛的应用.Turbo码是并行级联递归系统卷积码,在接近shannon帆限的低信噪比下能获得较低的误码率.现已被很多系统所采用.对近年来的研究热点纠错编码Turbo码进行分析,然后提出一种基于MATLAB的Turbo码仿真系统构建方案,并给出不同参数下的Turbo码性能曲线.
【总页数】4页(P40-43)
【作者】孙增友;赵云鹏;李春前
【作者单位】东北电力大学信息工程学院,吉林,吉林,132012;东北电力大学信息工程学院,吉林,吉林,132012;东北电力大学信息工程学院,吉林,吉林,132012
【正文语种】中文
【中图分类】TP91
【相关文献】
1.基于MATLAB的Turbo码译码算法研究分析 [J], 涂娟
2.基于MATLAB的Turbo码分析系统设计 [J], 许娜;陈美婕
3.基于Matlab的Turbo码仿真研究 [J], 邢莉;王忠;李兴国;任昊
4.一种基于MATLAB的Turbo码编码仿真实现 [J], 陈朝;陈芳;周峰
5.基于MATLAB的Turbo码译码算法研究 [J], 张艳芳;赵旭;
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基于matlab的turbo码编码的结题报告姓名：彭锦程学号：10021230同组人：李世斌学号：10021229指导老师：徐小平一：引言自从香农的信道编码定理提出之后，人们对设计出好的信道码的探索与研究就从未间断。
1993 年，在国际通信会议上法国学者C Berrou 等人首次提出了Turbo 码。
在加性高斯白噪声的环境下，采用编码效率R=1/2、交织长度为65536 的Turbo 码，经过18 次迭代译码后，在Eb/N0=0.7dB 时，其误码率已低于10-5，与香农极限只相差0.7dB。
Turbo 码以其优异的性能引起各国研究学者的强烈关注，成为研究的热点课题。
在第3 代移动通信系统的建议中，无论是UMTS(WCDMA)还是IS2000(CDMA2000)，都已将Turbo 码作为高速率、高质量数据传输中信道编码方案的标准。
虽然至今Turbo 码在数学上的机理还没有定论，但是，Turbo 码的优越性能及其迭代译码算法的思想，很大程度上已经被人们所理解。
Shannon 编码定理指出:如果采用足够长的随机编码,就能逼近Shannon 信道容量。
而Turbo 码以其接近Shannon 理论极限的译码性能,已被采纳为3G移动通信系统的信道编码标准之一。
Turbo 码巧妙地将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码,并通过在两个软输入/ 软输出(SISO) 译码器之间进行多次迭代实现了伪随机译码。
采用迭代译码的方法来提高通信系统的译码性能是Turbo 码的最大特点。
Turbo 码的编码器、译码器结构繁琐,是一种非常复杂的信道编码方案,这使得对Turbo 码的理论分析十分困难,且只能对运算复杂度作宏观分析,对Turbo码的具体实现并没有一个清楚的度量。
因此,使用计算机对Turbo 码进行仿真分析是十分必要的。
考虑到Turbo 码系统编译码的数据处理量很大,利用生成矩阵对信息序列进行编码、译码时的迭代计算等等,都涉及了矩阵运算,故采用Matlab/ Simulink 来进行建模仿真,同时分析了迭代次数、交织长度及不同译码算法对Turbo 码性能的影响。
二：Turbo 码的编码器和译码器原理Turbo 码编码器组成Turbo 码的编码器的基本结构如图1 所示。
图1 Turbo 码的编码器结构图Turbo 码编码器主要由两个递归系统卷积编码器(RSC) 、一个交织器与一个删余和复用单元组成。
递归系统卷积编码器是指带有反馈的系统卷积编码器,其码率可设为R = k/ n ;交织器用来改变信息序列的排列顺序,获得与原始信息序列内容相同,但排列不同的信息序列;删余和复用单元的作用是从总体上改善Turbo码码率,因此通过删余和复用单元, Turbo 码可以获得不同码率的码字。
编码器的码字通过信道输出到译码器内。
Turbo 码译码器原理Turbo 码译码器基本结构如图2 所示。
Turbo 码译码器由两个软输入/ 软输出( SISO) 译码器DEC1 和DEC2 串行级联组成,交织器与编码器中所使用的交织器相同。
译码器DEC1 对分量码RSC1进行最佳译码,产生关于信息序列中每一比特的似然信息,并将其中的“新信息”经过交织送给DEC2 ,译码器DEC2 将此信息作为先验信息,对分量码RSC2 进行最佳译码,产生关于交织后的信息序列中每一比特的似然比信息, 然后将其中的“外信息”经过解交织送给DEC1 ,进行下一次译码。
这样,经过多次迭代,DEC1或DEC2 的外输出信息趋于稳定,似然比渐近值逼近于对整个码的最大似然译码,然后对此似然比进行硬判决,即可得到信息序列的最佳估计值。
图2 Turbo 码译码器结构图在 CDMA2000 系统中，Turbo 编码器有三种不同的编码速率，即1/2，1/3，1/4，它们的转换函数可以表示成式中，反馈函数d(D) = 1+ D + D2 ，卷积编码器的两个生成多项式分别为n (D) = 1+ D + D3。
n (D) = 1+ D + D2+D3图3所示是CDMA2000 系统中的Turbo 编码器。
图3：CDMA2000 中的Turbo 编码器在CDMA2000 系统中，Turbo 码编码器的输入信号一方面进入第一个卷积编码器进行卷积编码，另一方面输入信号通过一个Turbo 交织器，产生的交织信号再通过第二个卷积编码器。
这两个卷积编码器的约束长度都等于4，并且产生3 个卷积编码信号（X、Y0、Y1 以及X＇、Y0＇、Y1＇）。
这六个输出信号并不是都能够成为输出信号，CDMA2000 通过信号抽取和重复技术抽取其中的某些数据组成 Turbo 编码信号。
Turbo 交织器是一种块交织器。
假设Turbo 交织器输入信号的个数等于N，每个输入元素依次编号为0，1，2，…，N-1，则交织器输出信号中第i 个元素就等于第A(i)个输入信号。
在计算A(i)的过程中，Turbo 交织器采用了一个长度为n+5 个bit 的计数器counter，其中n 满足条件2 n+5≥N。
计数器counter 的初始值等于0，并且在后面的计算过程中依次递增。
如果把counter 写成in+4in+3…i0，则可以把它分成两部分，即长度为n 的最高有效位(Maximal Significant Bit，MSB )（in+4…i0）和5 个bit 的最低有效位(LeastSignificant Bit，LSB)（记为i4…i0）。
Turbo 交织器以LSB 为下标查表[2]得到的一个n 个bit 的数值，这个数值与最高有效位MSB 模2n 加1的结果相乘，乘积中的最低n 比特tn+1…t0 就构成了A(i)的低n 位。
同时，计数器counter 的最低有效位LSB在实施位反转操作（即把i4…i0 变为i0…i4）之后得到的5 个bit 成为A(i)的5 个最高有效位。
如果这个过程中得到的A(i)大于输入信号的最大序号N-1，Turbo 交织器将丢弃这个数值，同时将计数器counter 加1 之后重新计算A(i)，这个过程一直持续到A(i)满足条件为止。
图4是Turbo 交织器的工作流程。
在任意一个时刻，两个卷积编码器分别输出3bit 的编码符号，这些符号按顺序组合成XY0Y1X＇Y0＇Y1＇，然后由Turbo 编码器的抽取和重复模块（Puncture and Repetition）抽取其中的某些信号作为Turbo 编码输出。
抽取和重复操作是以两个符号周期为单位进行的，即对于卷积编码符号XY0Y1X＇Y0＇Y1＇XY0Y1X＇Y0＇Y1＇，码率为1/2 的Turbo 编码器产生的输出信号为XY0X Y0＇，码率为1/3 的Turbo 编码器产生的输出信号为XY0Y0＇XY0Y0＇，而码率为1/4 的Turbo 编码器产生的输出信号为XY0Y1Y1＇XY0Y0＇Y1＇。
元素抽取的方式：当码率为1/2 时，pattern = [1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0]；当码率为1/3 时，pattern = [1 1 0 0 1 01 1 0 0 1 0]；当码率为1/4 时，pattern = [1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1]。
当所有的输入信号都进入 Turbo 编码器完成交织和编码之后，两个卷积编码器还需要运行6 个符号周期，产生36 个输出符号。
这些输出符号仍然要执行抽取和重复操作。
对于前3 个周期的输出符号XY0Y1X＇Y0＇Y1＇，1/2 码率的Turbo 编码器输出XY0，1/3 码率的Turbo 编码器输出XX Y0，1/4 码率的Turbo 编码器则输出XXY0Y1。
对于后三个周期的输出符号XY0Y1X＇Y0＇Y1＇，1/2 码率的Turbo 编码器输出X＇Y0＇，1/3 码率的Turbo 编码器输出X＇X＇Y0＇，1/4 码率的Turbo 编码器则输出X＇X＇Y0＇Y1＇。
这样，对于长度为N 的输入信号，码率为1/n，n=2，3，4 的Turbo 编码器产生的编码符号数等于(N + 6)×n图4：Turbo 交织器的工作流程三：仿真模型的建立仿真模型包括信源、编码器、信道、译码器和信宿五个部分。
在模型中,可以任意改变的参数值为:N :交织器的大小,即Turbo 码的分组长度,也即每个分组所包含的信息序列的长度。
信道类型选择: Simulink 模块中可以选择设置高斯白噪声信道(AWGN) 或多径瑞利衰落信道(ReyleighFading) 。
译码算法选择:Log2MAP ,Max2Log2MAP 和SO2VA 三种译码算法。
SNR :信号与噪声强度比值。
迭代次数:迭代次数的不同对译码器输出有着一定的影响。
Turbo 编码模块：本模型中Turbo 码编码器采用两个相同的分量编码器通过交织器并行级联而成。
分量编码器是码率为R = 1/ 2 的循环系统卷积码。
首先用贝努利发生器(Bernoulli Binary Genera2tor) 产生序列,从参数面板调节帧大小和采样率。
原始序列进入第1 卷积编码器(Convolutional Encoder) ,并经过随机交织器(Random Interleaver) 后进入第2 卷积编码器(Convolutional Encoder1) 。
删余模块1 ,2 同时接在第1 卷积编码器的后面。
删余模块1 (p unct ure1)的输出为第1 卷积编码输出的奇序列, 删余模块2 (p unct ure2) 的输出为第1 卷积编码输出的偶序列。
第3 个删余模块(p uncture3) 接在第2 卷积编码器的后面,其输出第2 卷积编码输出的偶序列。
这3 路序列经过串并变换后合成一路序列,作为Turbo 编码输出。
信道模块：信道模块包含有调制模块、信道及噪声模型、解调模块。
调制方式可以采用四相相移键控(QPSK) 。
噪声模型可以选择设置为高斯白噪声信道(AWGN) 或多径瑞利衰落信道(Reyleigh Fading) 。
Turbo 译码模块：Turbo 码的编码部分由两个子编码器组成,因此在其译码部分也就相应有两个子译码器。
该模块可以调用Log2MAP 译码子程序、Max2Log2MAP 算法译码子程序、SOVA 算法子程序[5 ] 供译码模块调用。
这些算法通过仿真模块中的S 函数实现。
四：仿真原程序附录五：仿真结果分析5.1：交织器大小对Turbo 码性能的影响仿真过程中,选取译码算法为Max2Log2MAP ,分别设置交织长度为150 ,600 ,1 200 。
三种交织长度的误码率如图5所示。
图5：Max2Log2MAP 算法下不同交织长度误码率比较从图5中很明显看出,当信噪比SNR 比较小时,不同的交织长度下译码性能的区别并不是很明显,由此可见,信噪比对译码的影响是很大的。