Turbo码迭代译码分析研究

发布时间：2017-07-13 11:15

  本文关键词：Turbo码迭代译码分析研究

  更多相关文章： Turbo码 对数似然比 LogMAP 敏感比特位 外信息迭代公式 重量谱

【摘要】：Turbo码一经提出就受到广泛关注,围绕Turbo码性能理论和迭代译码机制的分析一直是研究的热点。针对Turbo码性能理论分析,已有的方法主要是将Turbo译码看作确定性过程或者随机性过程进行分析。这些方法主要关注整个译码过程的特征和参数变化,如输入输出信噪比变化,外信息的均值方差等。本论文主要从迭代译码输出的LLR和外信息入手,分析Turbo码迭代译码行为及其性能。论文基于LogMAP算法通过大量仿真指出可以用混合高斯模型刻画LLR的概率分布,同时在对同一码长不同比特位LLR的建模时,论文观察到不同比特位之间的可靠性不一样,并且在无噪条件下发现不同比特位输出的LLR的值仍然是有差异的,这说明敏感比特位与信噪比并无关系,而是由Turbo码的编译码结构决定了敏感比特位。基于LogMAP算法论文仿真分析了校验序列不交织和交织时敏感比特位排序问题,仿真结果表明,校验序列不交织时系统位的敏感性排序基本上是比特位从后向前,校验序列交织相对于不交织敏感位排序被打乱,根据QPP交织器的性质会呈现一定的规律。而原始Turbo码的系统位敏感性排序相对于校验序列交织时更加混乱,但是LLR的值会比只交织或不交织时大。同时论文通过仿真发现,迭代译码收敛后LLR随迭代次数的增加会出现两种情况,即LLR要么会稳定到一个固定点,要么就是周期波动(渐进稳定,极限环),而且通过进一步仿真我们发现渐进稳定的情况对总体的误码率没有太大的影响。论文还从遍历性和后验概率译码的角度重新推导Turbo迭代译码算法,给出外信息的迭代公式,研究结果发现,外信息的迭代计算相当复杂,很难求得其解析解。论文分析了两种极端信噪比情况下外信息的计算,相关分析发现,信噪比很大时,外信息主要是由重量谱决定的,而噪声特别大时迭代译码机制对外信息并没有多大帮助,LLR也和重量谱没有太大关系。同时论文还给出了码长较长时比特位的可靠性计算公式,并与LogMAP算法得出的敏感比特位做出了对比。研究结果表明,在码长较长时,两种算法得出的结论是一致的。
【关键词】：Turbo码 对数似然比 LogMAP 敏感比特位 外信息迭代公式 重量谱
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 纠错编码及Turbo码概述11
• 1.2 Turbo码研究现状11-14
• 1.3 论文研究内容和研究结论14-15
• 1.4 论文的结构安排15-16
• 第2章 Turbo码基本原理及性能分析方法16-26
• 2.1 Turbo码编码原理16-20
• 2.1.1 系统递归卷积编码16-18
• 2.1.2 交织器18-19
• 2.1.3 删余处理19-20
• 2.1.4 复接器20
• 2.2 Turbo译码20-21
• 2.3 一致界和自由距离渐近线分析21
• 2.4 EXIT图21-23
• 2.5 高斯近似和密度演进23-24
• 2.6 其他的性能分析模型24-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第3章 Turbo译码统计建模与仿真分析26-43
• 3.1 Turbo译码算法26-32
• 3.1.1 对数似然比26-28
• 3.1.2 MAP算法28-30
• 3.1.3 Log-MAP算法30-32
• 3.2 Turbo译码统计建模32-35
• 3.2.1 对数似然比统计建模32-34
• 3.2.2 不同比特位的LLR分布34-35
• 3.3 Turbo码敏感比特位35-39
• 3.3.1 校验序列不进行交织的敏感比特位排序36-37
• 3.3.2 校验序列交织的敏感比特位排序37-39
• 3.4 迭代译码的稳定性39-42
• 3.4.1 LLR随迭代次数的变化情况39-40
• 3.4.2 Turbo译码渐进稳定收敛对误码率的影响40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 Turbo码迭代译码定量分析43-56
• 4.1 Turbo译码外信息的迭代计算43-47
• 4.1.1 指示向量43-44
• 4.1.2 对数似然比44-46
• 4.1.3 外信息的迭代计算46-47
• 4.2 极端信噪比分析47-52
• 4.2.1 无噪条件：σ~2=048-50
• 4.2.2 噪声特别大时σ~2=∞50-52
• 4.3 Turbo迭代译码定性分析52-55
• 4.3.1 敏感比特位定性分析52
• 4.3.2 Log-MAP算法与迭代公式计算的敏感比特位对比52-54
• 4.3.3 错误平层区性能54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 总结与展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目63

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本文编号：536719