信息论与编码课程设计

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1、信息论与编码课程设计题目：关于Turbo码编码基本原理研究专业：电子信息工程班级：1班姓名：李茂林学号：4703110085日期：2015.5.26关于Turbo码编码基本原理研究摘要：Turbo码是Claude.等人在1993年首次提出的一种级联码。基本原理是编码器通过交织器把两个分量编码器进行并行级联，两个分量编码器分别输出相应的校验位比特；译码器在两个分量译码器之间进行迭代译码，分量译码器之间传递去掉正反馈的外信息，这样整个译码过程类似涡轮（Turbo）工作。因此，这个编码方法又被形象地称为Turbo码。关键词：Turbo码Th

2、ebasicprinciplesofresearchonTurbocodingAbstract:TurbocodeisaconcatenatedcodeClaude,whofirstproposedin1993.Thebasicprincipleisthattheencoderbyinterleavingthetwocomponentsisparallelconcatenatedencoder,twocomponentencoderoutputscorrespondingparitybits;decoderbetweenthetwoc

3、omponentsoftheiterativedecoderdecodesremoveextrinsicinformationtransferbetweenthecomponentsofthepositivefeedbackdecoder,sothattheentireprocessissimilartotheturbodecoder(Turbo)work.Thus,thiscodingmethodhasbeenaptlycalledTurbocodes.Keywords:TurboCode1引言编码理论研究长期沿袭信道截止速率（Cu

4、toffRate）的传统观念，尽管各种复杂的编码方法不断涌现，但是超出香农限若干分贝的性能差距总是被巨大的计算复杂度阻挡而难以逾越。而Turbo码的出现突破了这些传统观念的束缚和技术壁垒，在编码理论和迭代处理技术上巧妙地另辟蹊径，开创了信道编码以及相关领域研究的一个新纪元。Turbo码是Claude.等人在1993年首次提出的一种级联码。基本原理是编码器通过交织器把两个分量编码器进行并行级联，两个分量编码器分别输出相应的校验位比特；译码器在两个分量译码器之间进行迭代译码，分量译码器之间传递去掉正反馈的外信息，这样整个译码过程类似涡轮（

5、Turbo）工作。因此，这个编码方法又被形象地称为Turbo码。Turbo码具有卓越的纠错性能，性能接近香农限，而且编译码的复杂度不高。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，并通过在两个软入/软出(SISO)译码器之间进行多次迭代实现了伪随机译码。他的性能远远超过了其他的编码方式，得到了广泛的关注和发展，并对当今的编码理论和研究方法产生了深远的影响，信道编码学也随之进入了一个新的阶段。2Turbo码编码原理剖析Turbo码的码结构足由原信息码和两路校验码组成，两路校验码中的一路是由信息码

6、直接送入卷积码产生器产生的卷积码，另一路足由信息码经交织器后再送人卷积码产生器产生的卷积码。原理图如图1：图1原理图1图2流程图卷积码产生器模块与扩频码中的m序列产生的方法类似，都是用线性移位寄存器产生，产生方法的流程图2所示。运用Matlab仿真工具仿真卷积码产生器的主要程序如下：f0ri=1：Nmen=de2bi(state一1，v，‘left—msb’)；％initialtheregister；Y=rood((data(i)+sum(mem))，2)；％theinputoftheshiftregister；enout=[enou

7、tmod((Y+mem(v))，2)]；％codeout；state=bitshift(state一1，一1)+Y2(v一1)+1：％theshiftoftheregister；End程序中首先设定每次送入卷积码产生器的信息码为192个，而移位寄存器的初始状态为00，每次进入一个信息码就依次改变移位寄存器的状态。移位寄存器状态和输入信息码经过模2和后输出，生成一位效验码，依次循环一直到输入的信息码数目达到程序中初始的数目，移位寄存器的状态回到初始状态00。另一路效验码产生的方法是将原信息码首先送人交织器，这里首先使用了最简单的分组交织

8、器，它的交织映射过程可以描述为：将信息码序列按行的顺序写入的矩阵，然后按列的顺序读出来，这样即可完成交织。相应的解交织过程就是将交织后的数据序列按列的顺序写入，然后按行的顺序读出即可，交织过程示意图如图3所示：图3交织过