短帧长Turbo码的编码方案与性能研究

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1、代号10701学号1008120012分类号TN911.22密级公开题（中、英文）目短帧长Turbo码的编码方案与性能研究CodingSchemesandPerformanceofTurboCodeswithShortCodeLengths作者姓名杨凡指导教师姓名、职务白宝明教授学科门类工学学科、专业通信与信息系统提交论文日期二○一三年一月西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其人已经发

2、表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确地说明并表示了谢意。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本人签名：日期：导师签名：

3、日期：摘要自Turbo码问世以来，逼近容量限的信道编码技术得到了巨大的发展，这种随机码的性能逼近了Shannon限，同时它的迭代译码方法也得到了推广。Turbo码的发现也导致了LDPC码的重新发现，他们都是能够逼近Shannon限的好码。LDPC码在信息序列较长时误码率(BER)性能比Turbo码好，而在信息序列较短时，LDPC码的性能就不及Turbo码。因此，短帧长下，一般选用Turbo码作为信道编码方案。但是，在信息序列长度几十到几百比特情况下，Turbo码中由于分量码归零产生了较明显的码率损失。本文针对信息序列长度较短的Turbo码，深入研究了使用咬

4、尾(tail-biting)卷积码作为分量码的Turbo码编码技术以及自级联Turbo编码技术。论文首先讨论了经典Turbo码的编译码方案，介绍了Log-MAP算法，它是一种最大后验概率译码算法(MAP)，给出了不同信息长度时，分量码截断处理和归零处理的Turbo码误码率性能对比，也计算了分量码归零时的Turbo码码率损失。然后讨论了咬尾卷积码编码算法，根据编码器的不同，介绍了前馈编码器咬尾算法和反馈编码器咬尾算法，并且给出了咬尾的MAP译码算法。本文提出了咬尾卷积码与自级联结合设计短帧长下的编译码方案，给出了他们的仿真分析结果。在此基础上介绍了三维咬尾T

5、urbo码，它的构成是使用交织器并行级联三个咬尾卷积码。我们给出了三维咬尾Turbo码的编码结构和迭代译码算法，并分析了它在AWGN和平快衰落信道上的性能。关键词：Turbo码咬尾码Log-Map算法网格图AbstractSincetheadventofTurboCodes,ChannelCodingapproachingtheShannonBoundhasdevelopeddramatically.TheperformanceofthisrandomcodesnearShannonBound,anditsiterativedecodingmethodis

6、popularized.TheinventionofTurboCodesalsoresultedintherediscoveringofLDPCCodes.TheyaregoodcodesapproachingtheShannonBound.LDPCCodeshaveabetterperformanceofBER(biterrorrate)thanTurboCodeswithlonginformationsequence.Neverthless,TurbocodeshasagoodperformancethanLDPCCodeswithshorterinf

7、ormationsequence.So,whentheinformationlengthisshort,TurboCodesarechosentobecodingschemes.ButthereisratelossforthecomponentcodeofTurboCodesinseveraldozensorhundredsofinformationsequence.Then,thethesisderivesfromusingtail-bitingconvolutionalcodeasthecomponentcodeofTurbocodesandself-

8、concatenatedTurbocodesforshortinf