基于重量譜分析的RCPT碼優(yōu)化設計與Turbo碼性能分析.pdf

1、Turbo碼因其逼近香農(nóng)限的優(yōu)異性能,獲得了國內外學者的廣泛關注,并被認為是信道編碼理論發(fā)展史上的一個里程碑。目前,Turbo碼已經(jīng)在各類無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛應用。盡管Turbo碼的理論基礎已經(jīng)日漸成熟,但是對于Turbo碼的重量譜特性,瀑布區(qū)的性能分析以及迭代譯碼的收斂性等方面的研究尚不充分。并且隨著無線通信技術的飛速發(fā)展,未來的移動通信系統(tǒng)對Turbo碼的性能和吞吐率提出更高的要求。因此,研究Turbo碼的優(yōu)化設計和性能分析顯得

2、十分必要。
　　 論文首先介紹了Turbo碼的編碼結構及其重量譜特性,闡明了準確的重量譜是Turbo碼優(yōu)化設計和性能分析的基礎。基于約束子碼的Turbo碼重量譜搜索算法是目前已知最為有效的Turbo碼重量譜搜索算法,但該算法的復雜度依然較高。針對該問題,本文分析和驗證了合并計算連續(xù)輸入和采用增強界兩種改進的基于約束子碼的Turbo碼重量譜搜索算法的有效性,揭示了Rosnes和Ytrehus所提出的采用增強界的改進約束子碼搜索算法

3、可能存在搜索結果不完整的問題。
　　 其后,本文討論了速率匹配穿孔Turbo(RCPT,Rate-CompatiblePuncturingTurbo)碼穿孔矩陣的優(yōu)化設計準則。利用約束子碼算法計算的準確重量譜,本文提出了改進的最優(yōu)重量譜序列準則,并將該準則應用到系統(tǒng)RCPT碼和部分系統(tǒng)RCPT碼周期穿孔的優(yōu)化設計算法中。通過仿真,驗證了上述準則和算法的有效性。相關的分析結果表明,在實際應用中采用穿孔周期足夠長的周期穿孔,足以保證

4、RCPT碼的性能?；谥亓孔V優(yōu)化設計的部分系統(tǒng)RCPT碼的性能優(yōu)于偽隨機穿孔的RCPT碼,并且綜合性能優(yōu)于相同碼率的系統(tǒng)RCPT碼。與此同時,1／2碼率的部分系統(tǒng)RCPT碼在錯誤平層區(qū)的性能可以優(yōu)于其1／3碼率的母碼。這種既提高碼率又提高性能的特性,使部分系統(tǒng)RCPT碼在自適應糾錯編碼領域擁有了廣闊的應用前景。
　　 接著,本文分別介紹了估計Turbo瀑布區(qū)性能的比例定律模型、曲線擬合模型和指數(shù)模型,并對它們的估算精確度進行了驗

5、證。相關的結果表明,指數(shù)模型可以簡單有效估算各種信息長度的Turbo碼在瀑布區(qū)的性能,并且可以廣泛地應用于各種不同的信道。結合指數(shù)模型和一致界,本文提出了一個新的混合模型,利用該模型可以準確地估計Turbo碼在整個信噪比區(qū)域的誤碼率和誤幀率。
　　 最后,本文簡要介紹了外信息轉移(EXIT,ExtrinsicInformationTransfer)圖的原理與計算,并以EXIT圖為分析工具對基于分塊歸零的Turbo并行譯碼方案的譯