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文章编号:1004 8820( 2009)01 0046 04
收稿日期: 2008 06 19
基金项目: 山东省自然科学基金资助项目(Y2005G15).
作者简介: 王辉(1981 ),男,山东烟台人,硕士研究生,主要研究方向信道编码;通讯联系人:王中训,教授,博士.
基 于 AWGN 多 次 迭 代 的 Turbo 码 与 卷 积 码 性 能 比 较
王 辉,王中训,段中华
(烟台大学 光电信息科学技术学院,山东 烟台 264005)
摘 要: 分析了卷积码及由其发展出的 Turbo 码的编码原理,给出了这 2 种编码方法的结
构特征和最大后验概率(MAP)的译码算法;分别对卷积码和 Turbo 码进行仿真,得到在码
长 1024 尽可能多的迭代次数情况下的 Turbo 码误码率(BER) 曲线和采用维特比译码方
法的卷积码误码率曲线.通过比较 2 种编码方法的仿真结果验证了 Turbo 码编码和译码
系统的性能比传统的卷积码系统性能优异的结论,提出并描述了尽可能多次迭代的 Turbo
码对卷积码在性能上的具体优势.
关键词: 卷积码;Turbo 码;MAP 译码;维特比译码
中图分类号: TN911.22 文献标识码: A
Turbo 码
[1,2]
通过对同一信息序列采用不同交
织方案,产生 2 个或多个分量码,以此构成码本.相
对于普通编码方案在译码过程最后一步得到的是
硬判决译码比特,Turbo 码译码算法利用了由各个
译码器得到的信息,它含有软判决而不只是硬判
决.Turbo 译码的深层含义是将一个译码器的软判
决输出到另一个译码器的输入端,并且重复这样的
过程几次以获得更可靠的判决.因此 ,在码长和交
织方案一定的情况下,增加 Turbo 码的迭代次数就
成为提高 Turbo 码性能的主要方法.
1 卷积编码和译码
卷积码
[3 ]
通常用 (n,k,N) 表示,它是把 k 个
信息比特编成 n 个信息比,N 为编码约束长度.卷
积码编码后的 n 个码元不仅与当前组的 k 个信息
比特有关,而且与前 N -1 个输入组的信息比特
有关.卷积码的关键特征是它的编码函数 G(m),
据此可由输入序列m 方便地计算输出序列 U.卷
积码译码采用维特比译码
[3]
.维特比算法考虑的
是去除不可能成为最大似然选择对象的网格图上
的路径,即,如果有 2 条路径到达同一状态,则具
有最佳度量的路径被选中.对所有的状态都将进
行这样的路径操作,从而降低了译码器的复杂性
实现判决.
2 Turbo 码编码和译码
2 .1 Turbo 码编码器构成
图 1 所示的是 Turbo 码编码器的结构.Turbo
码编码器主要由分量编码器、交织器以及删余矩
阵和复接器组成.分量码可以为递归系统卷积
(RSC)码、分组码( BC)、 非递归卷积( NRC) 码以
及非系统卷积(NSC) 码,本文仿真采用的 2 个分
量码是 RSC.编码输出包含了信息序列和 2 个分
图 1 Turbo 码编码器的结构
Fig.1 Structure of Turbo codes