第 3 卷 第 3 期 信 息 与 电 子 工 程 Vo 1.3,No.3
2005年 9 月 INFORMATION AND ELECTRONIC ENGINEERING Sept.,2005
一种基于 MATLAB 的 Turbo 码编码仿真实现
陈 朝
1
,陈 芳
2
,周 峰
1
(1.中国地质大学(武汉)信息工程学院,湖北 武汉 430074;2.华东理工大学 金山校区图书馆,上海 201512)
摘 要:介绍了 CDMA2000 系统中 Turbo 码的编码原理和通过 MATLAB 实现编码仿真的
关键元件和技术-交织器、抽样器以及交织器的实现过程。仿真结果表明,可以用数据输出长度
来衡量编码器的有效性。
关键词:通信技术;编码;仿真;Turbo 码;MATLAB;交织器;抽样器
中图分类号:TN911.72 文献标识码:A 文章编号:1672-2892(2005)03-0179-03
Simulation Implementation of the Coding of Turbo Using MATLAB
CHEN Zhao
1
,CHEN Fang
2
,ZHOU Feng
1
(1. Institute of Information Engineering,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China;
2. Library of Jinshan district,East China University of Science & Technology,Shanghai 201512,China)
Abstract: The emphasis of this paper is the simulation implementation of the coding of Turbo by MATLAB in
CDMA2000.Firstly,the principle of Turbo coding in the system of CDMA2000 is simply introduced; then the key
components and technology—interleaver,sampler and the implementation procedures of interleaver are presented in
detail.Lastly,the simulation using MATLAB validates the coding signal and proves that the validity of Turbo code can
be evaluated by the length of code.
Key words: communication technique;coding;simulation;Turbo code;MATLAB;interleaver;sampler
1 引言
自从香农的信道编码定理提出之后,人们对设计出好的信道码的探索与研究就从未间断。1993 年,在国
际通信会议上法国学者C Berrou等人首次提出了Turbo 码
[1]
。在加性高斯白噪声的环境下,采用编码效率R=1/2、
交织长度为 65536 的 Turbo 码,经过 18 次迭代译码后,在 E
b
/N
0
=0.7dB 时,其误码率已低于 10
-5
,与香农极限
只相差 0.7dB。Turbo 码以其优异的性能引起各国研究学者的强烈关注,成为研究的热点课题。在第 3 代移动
通信系统的建议中,无论是 UMTS(WCDMA)还是 IS2000(CDMA2000),都已将 Turbo 码作为高速率、高质量
数据传输中信道编码方案的标准。虽然至今 Turbo 码在数学上的机理还没有定论,但是,Turbo 码的优越性能
及其迭代译码算法的思想,很大程度上已经被人们所理解。本文仿真了一种 Turbo 码的算法,较好地体现了
Turbo 码编码效率
[1]
。
2 Turbo 编码器原理
在 CDMA2000 系统中,Turbo 编码器有三种不同的编码速率,即 1/2,1/3,1/4,它们的转换函数可以表
示成:
}]
)(
)(
[]
)(
)(
[1{)(
1
0
Dd
Dn
Dd
Dn
DG =
(1)
式中,反馈函数
2
1)( DDDd ++= ,卷积编码器的两个生成多项式分别为
3
0
1)( DDDn ++= ,
32
1
1)( DDDDn +++= 。
图 1 所示是 CDMA2000 系统中的 Turbo 编码器。在
CDMA2000 系统中,Turbo 码编码器的输入信号一方面进入
第一个卷积编码器进行卷积编码,另一方面输入信号通过一
个 Turbo 交织器,产生的交织信号再通过第二个卷积编码
器。这两个卷积编码器的约束长度都等于 4,并且产生 3 个
卷积编码信号(X、Y
0
、Y
1
以及 X'、Y
0
'、Y
1
')。这六个输出信号并不是都能够成为输出信号,CDMA2000 通
收稿日期:2005-03-03; 修回日期:2005-06-02
基金项目:中国地质大学(武汉)优秀青年教师资助计划资助项目(CUGQNL0326)
图 1 CDMA2000 中的 Turbo 编码器
Turbo 交织器
卷积编码器 1
卷积编码器 2
Turbo 抽取器
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