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三维Turbo码及其译码算法研究

作　者: 王昊博
导　师: 陆建华
学　校: 天津大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 信道编码三维Turbo码硬判决瑞利衰落信道协作通信
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

中低信噪比下，Turbo码可获得接近Shannon极限的纠错性能，但由于其最小距离较小，在高信噪比时会存在“误码平台”现象。三维Turbo码针对Turbo码的“误码平台问题”，通过在传统Turbo码内部增加一维结构简单的率一编码器，可在一定程度上解决该问题。然而，三维Turbo码在低信噪比区域会造成一定性能损失。因此，设计合理的编码结构，实现Turbo码的整体性能的优化是一个有挑战性的题目。而实际应用中某些通信系统的解调器只能输出硬判决信息，无法很好地匹配Turbo码采用的软输入软输出（SISO）译码算法。针对该应用场景，研究Turbo码的译码算法具有一定的实际意义。针对上述两个问题，本文的主要研究成果如下。一方面，为改善三维Turbo码在低信噪比区域的性能损失，本文在分析了三维Turbo码的编译码算法并进行性能验证的基础上，通过修改率一编码器的结构，提出了一种改进的三维Turbo码方案。仿真结果表明，改进的三维Turbo码可减少低信噪比区的性能损失，误码平台也较低。同时，提出的方法增加的复杂度非常有限。另一方面，为解决硬判决解调对Turbo码的SISO译码算法造成的性能损失问题，本文针对衰落信道提出了一种对硬判决信息进行修正的方法，改善了Turbo码在该场景下的译码性能损失。该方法根据不同的可靠性对译码初始化信息进行补偿，可改善来自信道的硬判决接收值的准确性。仿真结果表明，提出的改进方法可提高解调器输出硬判决信息时Turbo码的译码性能。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景及意义  7-9
  1.2 研究现状  9-11
    1.2.1 Turbo 码的最新发展  10
    1.2.2 Turbo 码的译码算法研究  10-11
  1.3 论文主要工作及内容安排  11-13
第二章从传统 Turbo 码到三维 Turbo 码  13-36
  2.1 二进制 Turbo 码  13-23
    2.1.1 Turbo 码编码器  13-17
    2.1.2 迭代译码  17-18
    2.1.3 MAP 译码算法  18-23
  2.2 三维 Turbo 码  23-31
    2.2.1 编码器  23-28
    2.2.2 三维 Turbo 码的译码方法  28-31
  2.3 仿真结果  31-35
    2.3.1 仿真参数  31-32
    2.3.2 仿真结果及分析  32-35
  2.4 小结  35-36
第三章改进的三维 Turbo 码  36-48
  3.1 率一分量码的分析  36-38
  3.2 提出的改进编码器  38-39
  3.3 译码过程  39-44
  3.4 仿真结果及分析  44-47
  3.5 小结  47-48
第四章硬判决解调下 Turbo 码的译码算法研究  48-55
  4.1 译码算法中软信息获取方法  48-50
  4.2 改进的硬判决译码算法  50-51
  4.3 改进方法的仿真与测试  51-54
  4.4 小结  54-55
第五章总结与展望  55-57
  5.1 本文工作总结  55-56
  5.2 研究工作展望  56-57
参考文献  57-61
发表论文和参加科研情况说明  61-62
致谢  62

三维Turbo码及其译码算法研究

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