Turbo碼的編譯碼基本原理和常用編譯碼算法分析及仿真程序

　　在現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中，信道編碼常用來保護(hù)系統(tǒng)免遭噪聲和外界干擾，并用于降低系統(tǒng)的比特誤碼率，提高系統(tǒng)的可靠性。Turbo碼，由于性能接近香農(nóng)理論限，在低信噪比的應(yīng)用環(huán)境下比其他編碼好，因而在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)多種方案中，考忠將Turbo碼作為無線信道的編碼標(biāo)準(zhǔn)之。 本文討論了Turbo碼的編譯碼基本原理，對(duì)Turbo碼的幾種常用的編譯碼算法進(jìn)行了分析，并在給出編譯碼器模型的基礎(chǔ)上，用MATLAB語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真并給出參考設(shè)計(jì)程序。

　　在數(shù)字通信系統(tǒng)中，根據(jù)不同的目的，編碼可分為信源編碼和信道編碼。信源編碼是為了提高數(shù)字信號(hào)的有效性以及為了使模擬信號(hào)數(shù)字化而采取的編碼。信道編碼是為了降低誤差率，提高數(shù)字通信的可掌性而采取的編碼。數(shù)字信號(hào)在，傳輸過程中，加性噪聲、碼間申擾等都會(huì)生產(chǎn)誤碼。為了提高系統(tǒng)的抗F擾性能，可以加大發(fā)射功率，降低接受設(shè)備本身的噪聲，以及合理選擇調(diào)制、解調(diào)方法等，此外，還可以采用信道編碼技術(shù)。

　　長(zhǎng)期以來，編碼界-直致力于尋找編碼率接近否農(nóng)理論極限值、誤碼率小、解碼復(fù)雜度可以忍受的信道前向差錯(cuò)控制編碼方法，提出了可重復(fù)解碼的編碼技術(shù)，包括乘積碼、級(jí)聯(lián)碼、多級(jí)碼及其推廣。在重復(fù)解碼、軟入軟出解碼、遞歸系統(tǒng)卷積碼和非均句交織等概念的基礎(chǔ)上，1993年C Berrou等在國(guó)際通信會(huì)議上最先提出了Turbo碼，它是并行級(jí)聯(lián)帶反饋系統(tǒng)卷積碼（Parallel concatenation ofrecursivesystematic convolutional codes） 的簡(jiǎn)稱。仿真結(jié)果表明，在AWGN信道中，Turbo碼的糾錯(cuò)性能接近香農(nóng)極限。從此Turbo碼的研究成為了編碼界的一-個(gè)研究熱點(diǎn)，并開始在各種通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

　　MAILAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在-起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用MATLAB產(chǎn)品的開放式結(jié)構(gòu)，可以非常容易地對(duì)MATLAB的功能進(jìn)行護(hù)充。MATLAB的數(shù)據(jù)分析和處理功能十分強(qiáng)大，運(yùn)用它來進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的分析、處理和可視化相當(dāng)便捷，Simulink是MATLAB提供的動(dòng)態(tài)仿真工具，它采用模塊組合的方法來創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型，其最突出的特點(diǎn)就是它的開放性，用戶可以通過S“函數(shù)定制自己的?？旌湍K庫(kù)，本文本文首先介紹了Turbo碼編譯碼的基本原理以及研究較深的幾種算法，在這個(gè)基礎(chǔ)上使用MATLAB建立仿真模型，最后給出仿真結(jié)果。