文档介绍：·28·
遥 测 遥 控 2003 年 3 月
几种 Turbo 码交织器的性能分析※
毕文斌 王永生
(西北工业大学电子工程系 西安 710072)
文摘 T u rbo 码的出现揭开了编码领域的新篇章。T u rbo 码中使用的交织器对码的性能有很大的影响。使用M at2 lab 工具, 通过仿真比较了 T u rbo 码的几种交织器在不同交织深度时对 T u rbo 码性能的影响, 说明 T u rbo 码交织器设计中的两个准则, 并验证了这些准则的有效性。分析比较 SP 交织器的性能, 提出在交织器的设计中应将目标放在获得最好的性能上。
主题词 T u rbo 码交织器迭代译码适应性( ID S) 码重分析
前 言
T u rbo 码[ 1 ] 是由 C. Berrou 等人在 1993 年发明的, 一经发表, 它的卓越性能立刻引起了通信界的广泛关注。
T u rbo 码的出现, 揭开了编码领域的新篇章。
T u rbo 码, 又称并行级联卷积码() , 它巧妙的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, 采用迭代译码来逼近最大似然译码。
图 1 (a) 为 T u rbo 码编码器的基本组成框图。图中, R SC (R ecu rsive System atic Convo lu t io nal) 是子编码器, 图 1 (b) 为两个子编码器 R SC 1 和 R SC 2 的结构图。图 2 为 T u rbo 码的译码器框图。
由图 1 和图 2 可见, 在 T u rbo 码的编码和译码中都要用到交织器。在编码器中, 交织器将输入的信息序列直接送给 R SC 1, 将信息序列进行交织后送给子编码器 R SC 2。R SC 1 和 R SC 2 完全相同, 都是递归卷积系统码编码器。在译码器中, 多次使用交织器和解交织器来进行两个子译码器之间外部信息的相互传递, 以获得最终的判决输出。可见, 交织器在 T u rbo 码中具有重要地位。
1 交织器
交织器Π是将N 个输入符号 d 1 , d 2 , d 3 , , dN 顺序改变的变换 i- > Π( i)。如果输入数据顺序是 d = [ d 1 , d 2 ,
, dN ], 那么变换后的数据顺序是 dP, 其中 P 是各行各列都只有一个元素是 1 而其他元素是 0 的矩阵。其中, N
收稿日期: 2002209218 收修改稿日期: 2002211227
※基金项目: 国防 973 项目(№5130801)
第 24 卷第 2 期 几种 Turbo 码交织器的性能分析
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称为交织深度。每个交织器都有一个对应的解交织器(Π21 ) 来对交织后的数据操作以恢复其原始的顺序。解交织矩阵是交织矩阵的逆变换。
一般认为, 对 T u rbo 码来说, 编码器的交织器用于增加输入信息序列的随机性, 以及增加输出码字的重量(当 R SC 1 输出码字重量较低时, R SC 2 的应输出较高重量的码字)。但由于 T u rbo 码的复杂性, 对其进行理论分析很困难。目前, 对交织器在 T u rbo 码中的作用机理还不十分清楚, 但各种仿真实验数据表明, 交织器的设计对 T u rbo 码的性能有着至关重要的影响。